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B、dB、dBm、dBi、dBd、dBc区别还搞不清?看完这篇就全明白了

2017-12-07电子工程
   

贝尔(B)

贝尔(B)最初用于表示音量功率10与1的比值,亚历山大.格拉汉姆.贝尔的名字命名。因此,1B表示功率比10:1,这是一种对数的关系,底数为10,100:1=2B,1000:1=3B。数学关系式如下,其中P2/P1表示功率比。

lg(P2/P1)

分贝(dB)

可以看出贝尔是一个较大的单位,所以使用时不方便,通常使用较小的单位:分贝(dB),d表示“十分之一(deci-)”,1B=10dB,2B=20dB,计算方法如下:

10*lg(P2/P1)

在声学领域,分贝是指声源与基准声功率比值的对数乘以10,用来表示声音的强度,例如1分贝是刚能听到的声音,正常交谈的声音则有60分贝,而超过110分贝就可能导致我们的听力永久性损伤。

除了声学领域,分贝已广泛应用于无线电、电工、力学等众多领域。

贝尔和分贝都不是指功率本身,而是指两个功率值的比值。如果需要表示一个固定的功率,则需要一个功率作为基准,然后以分贝表示绝对功率电平。最常用的功率基准是mW和W。

dBm表示相对于基准功率1毫瓦(mW)的功率分贝值,换算公式如下:

1W=1000mW=30dBmW=0dBW

 

增益与衰减

我们通常会听到增益这个词,比如天线增益、放大器增益、线缆衰减等等。放大器增益或线缆衰减这种大家一看就知道其所表示的意思,这是一个比率,是用输出的功率比输入的功率,如果大于1就是正的dB值,也就是放大了;如果小于1就是负的dB值,也就是说衰减了或者说是损耗了。

 

天线增益与dBi

通常所说的天线发射或接收信号的能力是用参照全向天线的分贝数来表示的,比如说天线增益有10dBi(10lg(10))不是说这副天线能把信号的功率放大10倍,而是通过控制信号发射的角度,将功率集中到一定的方向上。

在输入功率相等的情况下,天线增益是指实际天线和全向天线在空间同一点处的功率密度之比,描述的是天线将功率集中辐射的程度,因此与天线方向图密切相关。一般来说天线方向图主瓣越窄、副瓣越小,则增益越高。

从天线方向图可以看出在空间不同方向有大小不同的增益,天线增益通常是指产生最大增益方向上的增益,单位为dBi或者dBd。这二个单位的参考基准不同,前者是以全方向性天线为基准,后者是以偶极子天线为基准。

计算距离

在一定的距离上的某点处产生一定大小的信号,用理想的全向天线,假设需要100W的输入功率,而如果改用增益为G=20dBi的某定向天线作为发射天线,输入功率只需100/1020/10=1W

偶极子天线的增益为G=0dBd=2.15dBi。

如果你经常听到有人说天线增益是多少多少dB,其实这是不严谨的,如果听到就当是dBi吧,但是要知道这和说放大器增益多少多少dB完全是不同的概念。

dBc

有时候我们也会看到dBc的单位,一般这是相对于载波功率来说的,用以度量和载波功率的相对值,例如同频/互调/交条/带外干扰或杂散等相对量值。

10lg(.)与20lg(.)

分贝的对数特征使表示功率和功率比都非常方便。我们知道功率是与电压或电流的平方成正比,因此电压或电流在换算时需要用20lg(.),例如:

1mV=1000uV=(20*lg(1000))dBuV=60dBuV

但是,需要注意这是用分贝数表示的电压绝对值,但如果是电压比用dB表示和功率比用dB表示是一致的。

因为常用,需要记住的换算表

比值

dB

1

0

2

3

3

4.77

5

7

7

8.45

10

10

更多计算方法可参考对数运算规则
转载:雷达通信电子战

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