原创无线功率的换算

 2009-9-24 16:53  2416 9 9 分类: 通信

无线功率mW和dBm换算及常见符号释义

1、功率单位mW和dBm的换算

   无线电发射机输出的射频信号，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接收下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。因此在无线网络的工程中，计算发射装置的发射功率与天线的辐射能力非常重要。

   Tx是发射（ Transmits ）的简称。无线电波的发射功率是指在给定频段范围内的能量，通常有两种衡量或测量标准：

   1、功率（ W ）: 相对 1 瓦（ Watts ）的线性水准。例如，WiFi 无线网卡的发射功率通常为 0.036W ，或者说36mW 。
   2、增益（ dBm ）:相对 1 毫瓦（ milliwatt ）的比例水准。例如 WiFi 无线网卡的发射 增益 为 15.56dBm 。

两种表达方式可以互相转换：
   1、dBm = 10 x log[ 功率 mW]
   2、mW = 10^{[ 增益 dBm / 10 dBm]}   在无线系统中，天线被用来把电流波转换成电磁波，在转换过程中还可以对发射和接收的信号进行“放大”，这种能量放大的度量成为 “增益（Gain）”。 天线增益的度量单位为“ dBi ”。由于无线系统中的电磁波能量是由发射设备的发射能量和天线的放大叠加作用产生，因此度量发射能量最好同一度量－增益（ dB ），例如，发射设备的功率为 100mW ，或20dBm；天线的增益为 10dBi ，则:
发射总能量＝发射功率（ dBm ）＋天线增益（ dBi ）
             ＝ 20dBm ＋ 10dBi
             ＝ 30dBm
    或者:  ＝ 1000mW
             ＝ 1W
   在“小功率”系统中（例如无线局域网络设备）每个 dB 都非常重要，特别要记住“ 3 dB 法则”。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 的无线发射功率为 20dBm ，而 50mW 的无线发射功率为 17dBm ，而200mW 的发射功率为 23dBm 。 

   功率/电平（dBm）：放大器的输出能力，一般单位为W、mW、dBm。dBm是取1mW作基准值，以分贝表示的绝对功率电平。 

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

从上不难看出，功率每增加一倍，电平值增加3dBm

2、dBm, dBi, dBd, dB, dBc都是什么意思，区别是什么？

   很多专业书籍的范例中都会出现计算，而往往很多计算结果的意义让我们困惑,就遇到过这种问题不知道家是否被dBm, dBi, dBd, dB, dBc这些术语的意义所困惑,天在这想简单的就我自己的理解介绍一下。

1、dBm
   dBm是一个表征功率绝对值的量，计算公式为：10lgP（功率值/1mW）。
   [例1] 如果发射功率P为1mW，折算为dBm后为0dBm。
   [例2] 对于40W的功率，按dBm单位进行折算后的值应为：

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

2、dBi 和dBd
   dBi和dBd是表征增益的量（功率增益），两者都是一个相对值，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，所以两者略有不同。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。
   [例3] 对于一面增益为16dBd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）。
   [例4] 0dBd=2.15dBi。
   [例5] GSM900天线增益可以为13dBd（15dBi），GSM1800天线增益可以为15dBd（17dBi)。

3、dB
   dB是一个表征相对值的量，当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时，按下面计算公式：10lg（甲功率/乙功率）
   [例6] 甲功率比乙功率大一倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。也就是说，甲的功率比乙的功率大3dB，则功率大一倍。
   [例7] 7/8 英寸GSM900馈线的100米传输损耗约为3.9dB。
   [例8] 如果甲的功率为46dBm，乙的功率为40dBm，则可以说，甲比乙大6dB。
   [例9] 如果甲天线为12dBd，乙天线为14dBd，可以说甲比乙小2 dB。

4、dBc
   有时也会看到dBc，它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 是相对于载波（Carrier）功率而言，在许多情况下，用来度量与载波功率的相对值，如用来度量干扰（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。