功率單位mW和dBm的換算

◇ 無線功率mW和dBm換算及常見符號釋義

 

1、功率單位mW和dBm的換算

     無線電發射機輸出的射頻信號，通過饋線（電纜）輸送到天線，由天線以電磁波形式輻射出去。電磁波到達接收地點後，由天線接收下來（僅僅接收很小很小一部分功率），並通過饋線送到無線電接收機。因此在無線網絡的工程中，計算髮射裝置的發射功率與天線的輻射能力非常重要。

   Tx是發射（ Transmits ）的簡稱。無線電波的發射功率是指在給定頻段範圍內的能量，通常有兩種衡量或測量標準：

   1、功率（ W ）: 相對 1 瓦（ Watts ）的線性水準。例如，WiFi 無線網卡的發射功率通常爲 0.036W ，或者說36mW 。
   2、增益（ dBm ）:相對 1 毫瓦（ milliwatt ）的比例水準。例如 WiFi 無線網卡的發射 增益 爲 15.56dBm 。

兩種表達方式可以互相轉換：
   1、dBm = 10 x log[ 功率 mW]
   2、mW = 10[ 增益 dBm / 10 dBm]

    在無線系統中，天線被用來把電流波轉換成電磁波，在轉換過程中還可以對發射和接收的信號進行“放大”，這種能量放大的度量成爲 “增益（Gain）”。 天線增益的度量單位爲“ dBi ”。由於無線系統中的電磁波能量是由發射設備的發射能量和天線的放大疊加作用產生，因此度量發射能量最好同一度量－增益（ dB ），例如，發射設備的功率爲 100mW ，或20dBm；天線的增益爲 10dBi ，則:
發射總能量＝發射功率（ dBm ）＋天線增益（ dBi ）
             ＝ 20dBm ＋ 10dBi ＝ 30dBm
      或者:  ＝ 1000mW ＝ 1W
   在“小功率”系統中（例如無線局域網絡設備）每個 dB 都非常重要，特別要記住“ 3 dB 法則”。每增加或降低 3 dB ，意味着增加一倍或降低一半的功率：
    -3 dB = 1/2 功率
    -6 dB = 1/4 功率
    +3 dB = 2x 功率
    +6 dB = 4x 功率
   例如， 100mW 的無線發射功率爲 20dBm ，而 50mW 的無線發射功率爲 17dBm ，而200mW 的發射功率爲 23dBm 。
   功率/電平（dBm）：放大器的輸出能力，一般單位爲W、mW、dBm。dBm是取1mW作基準值，以分貝表示的絕對功率電平。

換算公式：
電平（dBm）=10lgW
5W  → 10lg5000  = 37dBm
10W → 10lg10000 = 40dBm
20W → 10lg20000 = 43dBm

從上不難看出，功率每增加一倍，電平值增加3dBm

2、dBm, dBi, dBd, dB, dBc都是什麼意思，區別是什麼？

  很多專業書籍的範例中都會出現計算，而往往很多計算結果的意義讓我們困惑,就遇到過這種問題不知道家是否被dBm, dBi, dBd, dB, dBc這些術語的意義所困惑,天在這想簡單的就我自己的理解介紹一下。

1、dBm
   dBm是一個表徵功率絕對值的量，計算公式爲：10lgP（功率值/1mW）。
   [例1] 如果發射功率P爲1mW，折算爲dBm後爲0dBm。
   [例2] 對於40W的功率，按dBm單位進行折算後的值應爲：

         10lg（40W/1mW)=10lg（40000）=10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm。

2、dBi 和dBd
   dBi和dBd是表徵增益的量（功率增益），兩者都是一個相對值，但參考基準不一樣。dBi的參考基準爲全方向性天線，dBd的參考基準爲偶極子，所以兩者略有不同。一般認爲，表示同一個增益，用dBi表示出來比用dBd表示出來要大2.15。
   [例3] 對於一面增益爲16dBd的天線，其增益折算成單位爲dBi時，則爲18.15dBi（一般忽略小數位，爲18dBi）。
   [例4] 0dBd=2.15dBi。
   [例5] GSM900天線增益可以爲13dBd（15dBi），GSM1800天線增益可以爲15dBd（17dBi)。

3、dB
   dB是一個表徵相對值的量，當考慮甲的功率相比於乙功率大或小多少個dB時，按下面計算公式：10lg（甲功率/乙功率）
   [例6] 甲功率比乙功率大一倍，那麼10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。也就是說，甲的功率比乙的功率大3dB，則功率大一倍。
   [例7] 7/8 英寸GSM900饋線的100米傳輸損耗約爲3.9dB。
   [例8] 如果甲的功率爲46dBm，乙的功率爲40dBm，則可以說，甲比乙大6dB。
   [例9] 如果甲天線爲12dBd，乙天線爲14dBd，可以說甲比乙小2 dB。

4、dBc
   有時也會看到dBc，它也是一個表示功率相對值的單位，與dB的計算方法完全一樣。一般來說，dBc 是相對於載波（Carrier）功率而言，在許多情況下，用來度量與載波功率的相對值，如用來度量干擾（同頻干擾、互調幹擾、交調幹擾、帶外干擾等）以及耦合、雜散等的相對量值。在採用dBc的地方，原則上也可以使用dB替代。