它們都是功率增益的單位,不同之處如下:
dBi和dBd是功率增益的單位,兩者都是相對值,但參考基準不一樣。dBi的參考基準為全方向性天線;dBd的參考基準為偶極子。一般認為dBi和dBd表示同一個增益,用dBi表示的值比用dBd表示的要大2.15dBi。例如:對于一增益為16dBd的天線,其增益折算成單位為dBi時,則為18.15dBi,一般忽略小數位,為18dBi。
dB也是功率增益的單位,表示一個相對值。當計算A的功率相比于B大或小多少個dB時,可按公式10lgA/B計算。例如:A功率比B功率大一倍,那么10lgA/B=10lg2=3dB。也就是說,A的功率比B的功率大3dB;如果A的功率為46dBm,B的功率為40dBm,則可以說,A比B大6dB;如果A天線為12dBd,B天線為14dBd,可以說A比B小2dB。
dBm是一個表示功率絕對值的單位,計算公式為:10lg功率值/1mW。例如:如果發射功率為1mW,按dBm單位進行折算后的值應為:10lg1mW/1mW=0dBm;對于40W的功率,則10lg(40W/1mW)=46dBm。
dBc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相對于載波(Carrier)功率而言。在許多情況下,用來度量載波功率的相對值,如度量干擾(同頻干擾、互調干擾、交調干擾、帶外干擾等)以及耦合、雜散等的相對量值。在采用dBc的地方,原則上也可以使用dB替代。
實用資料——關于天線增益及其考量
在無線通訊的實際應用中,為有效提高通訊效果,減少天線輸入功率,天線會做成各種帶有輻射方向性的結構以集中輻射功率,由此就引申出“天線增益”的概念。簡單說,天線增益就是指一個天線把輸入的射頻功率集中輻射的程度,顯然,天線的增益與其方向圖的關系很大,主瓣越窄、副瓣越小的天線其增益就越高,而不同結構的天線,其方向圖的差別是很大的。
在通訊技術領域,與其它考量功率、電平等參數的量值同樣,天線增益也采用相對比較并取對數的簡化法來表示,具體計算方法為:在某一方向向某一位置產生相同輻射場強的時,對無損耗理想基準天線的輸入功率與待考量天線的輸入功率的比值取對數后乘以10(G=10lg(基準Pin/考量Pin)),即稱為該天線在該點方向的增益。常用衡量天線增益的單位是dBi和dBd。對于dBi,其基準為理想的點源天線,即一個真正意義上的“點”來作天線增益的對比基準。理想點源天線的輻射是全向的,其方向圖是個理想的球,同一球面上所有點的電磁波輻射強度均相同;對于dBd,其基準則為理想的偶極子天線。因偶極子天線是帶有方向性的,故二者有個固定的恒差2.15即0dBd="2".15dBi。
需要說明的是,通常所說的“全向天線”不是嚴格的說法,全向天線應指在三維立體空間的全向,但工程界也往往把某個平面內方向圖為圓周的天線稱為全向天線,如鞭狀天線,它在徑向的主瓣是圓,但仍有軸向的副瓣。
常見天線的增益:鞭狀天線6-9dBi,GSM基站用八木天線15-17dBi,拋物面定向天線則很容易做到24dBi。
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后,由天線接收下來(僅僅接收很小很小一部分功率),并通過饋線送到無線電接收機。因此在無線網絡的工程中,計算發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范圍內的能量,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為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為15.56dBm。
兩種表達方式可以互相轉換:
1、dBm=10log[功率mW]
2、mW=10[增益dBm/10dBm]
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為“增益(Gain)”。天線增益的度量單位為“dBi”。由于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,發射設備的功率為100mW,或20dBm;天線的增益為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“3dB法則”。每增加或降低3dB,意味著增加一倍或降低一半的功率:
-3dB=1/2功率
-6dB=1/4功率
+3dB=2x功率
+6dB=4x功率
例如,100mW的無線發射功率為20dBm,而50mW的無線發射功率為17dBm,而200mW的發射功率為23dBm。
功率/電平(dBm):放大器的輸出能力,一般單位為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。