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电磁兼容EMC测试:轻松掌握dB、dBm、dBi、dBd的定义与区别?

更新时间
2024-05-20 20:00:00
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经常会遇到dB、dBm、dBc、dBi、dBd等类似单位,对于老专家级别的肯定不会混淆,可是对于新手来说经常会混淆以上dB概念,这里放到一起比较一下方便理解,今天小编教你如何区分dBm,dB,dBi,dBd:

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dB应该是无线通信中*基本、*习以为常的一个概念了。我们常说“传播损耗是xx dB”、“发射功率是xx dBm”、“天线增益是xx dBi”……有时,这些长得很像的dBx们可能被弄混,甚至造成计算失误。

这事不得不先从dB说起。

而说到dB,*常见的就是3dB啦!

3dB在功率图或误码率图中经常出现。其实,没什么神秘的,下降3dB就是指功率下降一半,3 dB点指的就是半功率点。


+3dB表示增大为两倍,-3dB表示下降为1/2。这是怎么来的呢?其实很简单,让我们一起看下dB的计算公式:


dB表示功率P1相对于参考功率P0的大小关系。如果P1是P0的2倍,那么:

如果P1是P0的一半,那么:


关于对数的基本概念及运算性质,大家可以自行回顾下高一数学。。。


现在出道题来检验下你的理解程度:

【问】功率增大为10倍,用?dB表示

答案:


这里请大家记住一个口诀。记住了这个口诀,你基本就可以横着走路了。


+3dB,表示功率增加为2倍;+10dB,表示功率增加为10倍。

-3dB,表示功率减小为1/2;-10dB,表示功率减小为1/10。

可见dB是个相对值,它的使命就是把一个很大或者很小的数,用一个简短的形式表达出来。


这可以极大的方便我们计算和描述。尤其是绘制表格的时候,大家可以自行脑补下,没换算成dB前,这么多的0,坐标轴得拉到外太空了吧。。。

理解了dB,你只能横着走,理解了dB家族的其它成员,你就可以躺赢了。


我们还是从*常用的dBm、dBw来说。

dBm、dBw就是把dB公式中的参考功率P0分别换成1 mW、1 W:


1 mW、1 W都是确定的值,因此dBm、dBw都可以表示功率的**值。

直接上个功率换算表供大家参考。


这里,我们要记住:

1 W = 30 dBm。

简化口诀是“30是基准,等于1 W整”

记住了这条,再结合前面的“加3乘2,加10乘10;减3除2,减10除10”,你就可以进行很多口算了。


赶紧出道题来检验下

【问】44dBm=?W

答案:


你算对了吗?

这里我们需要注意,等式右侧除了30 dBm,其余的拆分项都要用dB表示。也就是说,用一个dBx减另一个dBx时,得到的结果用dB表示。

[例] 如果A的功率为46 dBm,B的功率为40 dBm,可以说A比B大6 dB。

[例] 如果A天线为12 dBd,B天线为14 dBd,可以说A比B小2 dB。


例如,46 dB表示P1为P0的4万倍,46 dBm则表示P1的值为40 W。符号中仅仅差了一个m,代表的含义可完全不同。

dB家族中常见的还有dBi、dBd、dBc。它们的计算方法与dB的计算方法完全一样,表示的还是功率的相对值。

不同的是,它们的参考基准不同,即分母上的参考功率P0所代表的含义不同。


一般认为,表示同一个增益,用dBi表示出来比用dBd表示出来要大2.15。这个差值是两种天线的不同方向性导致的,这里咱们就不展开说了。

此外,dB家族不仅可以表示功率的增益和损耗,还可以表示电压、电流、音频等,大家要具体场景具体应用。

需要注意的是,对于功率的增益,我们用10lg(Po/Pi),对于电压和电流的增益,要用20lg(Vo/Vi)、20lg(Io/Ii)。


多的这个2倍是怎么来的呢?

这个2来源于电功率转换公式的平方上。对数里面的n次方,计算后对应的就是n倍啦。


关于功率和电压、电流的转换关系,大家可以自行温习下初中物理。。。


*后,小编整理了一些主要的dB家庭成员,供大家参考。

相对值:


**值:


dBi和dBd是功率增益的单位,两者都是相对值,但参考基准不一样。dBi的参考基准为全方向性天线;dBd的参考基准为偶极子。一般认为dBi和dBd表示同一个增益,用dBi表示的值比用dBd表示的要大2.15 dBi。例如:对于一增益为16 dBd的天线,其增益折算成单位为dBi时,则为18.15dBi,一般忽略小数位,为18dBi。

dB也是功率增益的单位,表示一个相对值。当计算A的功率相比于B大或小多少个dB时,可按公式10 lg A/B计算。例如:A功率比B功率大一倍,那么10 lg A/B = 10 lg 2 = 3dB。也就是说,A的功率比B的功率大3dB;如果A的功率为46dBm,B的功率为40dBm,则可以说,A比B大6dB;如果A天线为12dBd,B天线为14dBd,可以说A比B小2dB。

dBm是一个表示功率**值的单位,计算公式为:10lg功率值/1mW。例如:如果发射功率为1mW,按dBm单位进行折算后的值应为:10 lg 1mW/1mW = 0dBm;对于40W的功率,则10 lg(40W/1mW)=46dBm。

dBc也是一个表示功率相对值的单位,与dB的计算方法完全一样。一般来说,dBc相对于载波(Carrier)功率而言。在许多情况下,用来度量载波功率的相对值,如度量干扰(同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等)以及耦合、杂散等的相对量值。在采用dBc的地方,原则上也可以使用dB替代。


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