无线覆盖基础知识讲座(一):dB和dBm概念

日期 2018-01-25 阅读( 5409 )

dB定义

在工程设计计算中,数值变化范围比较大,很难用曲线图来表示。例如在一个试验中,电流的变化数值0~1安培而电压的变化数值0~10000伏特,较大的数字不但不好记忆,而且几百伏特的变化都不容易观察到;如果用dB对电压值进行压缩,那么10000伏特就可以用40dB来表示“40dB=101g(10000/1)”电压将在40个单位内变化,这样就比较容易用曲线图来表示。因此,dB在工程方面的使用极广,放大倍数、衰减率、传输系数等都可以用它来描述,用来表示一种级数,例如功率用dBm表示。

 

功率除了用mW(毫瓦)和W(瓦特)表示之外,在无线覆盖领域为了计算方便,因此统一用dBm表示(即:是考证功率的绝对值),计算公式为“10lgP(功率值/1mW) ”。一个发射功率为1mW,折算为dBm后为0dBm。从mW和dBm的对应关系可以看出,mW值从50增加一倍到100,dBm值增加3(17-20),mW值从5增加四倍到20,dBm值增加6(7-13),就是说,每当dB值增加3个单位,对应的实际功率增加一倍。

 

天线的增益也用dB级别表示,dBi的参考基准为全向性天线,dBd的参考基准为偶极天线,所以两者略有不同。即0dBd=2.15dBi,以一个发射功率为20mW(13dB)为例,安装一个2dBi的天线,那么它的有效发射功率为15dBm(13+2),刚好相当于一个30mW的信号发射能力;一个发射功率为50mW(17dBm),安装一个3dBi的天线,其有效发射功率为20dBm,折后100mW,若安装一个9dBi的天线,有效发射功率可高达26dBm,折后400mW。

 

发射功率mw/w对应dBm的关系

黄色标注的是常用数值


因此,在做无线工程覆盖中,必须统一使用dBm数值来表示。

一般室内覆盖中每根天线输出功率控制在≤10dBm(10mw)。

市面上普通功率计无法测得,必须使用微功率计测量。

我司研发生产的微功率计测量范围-60dBm—+10dBm。

上篇文章我们讲到从功率(mW)转换成dBm,接收灵敏度μv也要转换成dBm。从工程设计计算上来看,发射功率、接收灵敏度都转换成dBm进行计算,这样计算更为简单。

 

举例:灵敏度-120dBm,若换成mw计算,-120dBm=0.000000000001mw。按发射功率为4W(4000mw)对讲机来计算,参照上述的计算方式就非常复杂麻烦。然而,用dBm来计算,发射功率4W=36dBm,对等灵敏度-120dBm,计算更为简单明了。

 

从无线通讯距离计算来看,理论上增加16倍功率增加1倍距离。实际是增加4倍功率,才增加1倍距离。也就是说功率增加1倍(3dBm)实际距离增加25%。因此,用提高功率方法来增加距离是最笨方法,成本也最大。最聪明的低成本方法是:增加灵敏度,提高灵敏度3dBm等于对方发射功率增加1倍。

 

举例:用同等增益的天线

μv与dBm之间换算公式

举例:a   0.35μv等于多少dBm?
             201g0.35-107=-9-107=-116(dBm)
             b  -120dBm等于多少μv?
             201gx(μv)-107=-120
             201gx(μv)=-13
             1gx(μv)=(-13÷20)=-0.65
             10-0.65=0.22μv

常用dBm与电压μv的换算

-121dBm=0.2μv       -110dBm=0.7μv
-120dBm=0.22μv     -100dBm=2.2μv
-119dBm=0.25μv     -90dBm=7μv
-118dBm=0.28μv     -80dBm=22μv
-117dBm=0.32μv     -70dBm=70μv
-116dBm=0.35μv     -60dBm=220μv
-115dBm=0.4μv       -50dBm=700μv
-114dBm=0.45μv     -40dBm=2.2mv
-113dBm=0.5μv       -30dBm=7mv
-112dBm=0.56μv     -20dBm=22mv