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如何定义和区分dB,dBm和dBi?

Date:2021/4/28 17:36:30 Hits:



“天线增益理论中的dB,dBi,dBM和dBW是什么?之间的区别是什么? dB,dBi,dBM和dBW? 以下内容是基本理论 关于天线,它可能会帮助您她是您对RF技术的认可。 ----- FMUSER"


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内容(点击查看!)

常用的 分贝单位 电气工程

之间有什么区别 dB和dBM?

之间有什么区别 dB和dBi?


普遍使用 分贝单位 (点击访问)


增益-天线增益
分贝-分贝 
分贝 -分贝毫瓦
dBi的 -分贝各向同性
分贝 -分贝l瓦


1.什么是收益?
当从设备输出的功率大于进入设备的功率时,则称其具有功率增益。 当您向家庭或企业添加信号增强器时,该设备将利用现有信号并放大或增强功率,从而可以增强互联网信号或连接。 测量增益使您可以根据需要选择理想的设备。 增益量以分贝为单位。

2。 什么是 D b (分贝)
1)分贝的定义

 分贝或dB是用于以比例或增益表示声波和电子信号的电平的对数和无量纲单位,简单地说,dB是用于测量声强和声压级的单位,它是分贝的符号和缩写。 dB也是天线的前向增益,以分贝(dB)为单位。dBi值反映了天线的方向/波束宽度特性,即与全向相反的方向:通常,增益(dBi)越高,波束宽度越窄-天线指向性更高。 dB表示分贝,它是声音的度量单位,尽管它也是两个级别之间功率的相对度量。 因此,dB不是绝对的测量值,而是比率。

我们都知道,声音是通过对象的振动而产生的波中传播的能量。 它们从两个方面进行测量:幅度和频率

● 就幅度而言

以dB(分贝)为单位报告的幅度用于测量和指示其力度或压力。 简而言之,如果幅度更大,声音可能会尽可能响亮。 为此,声音被称为0.0002微巴的压力,这等于听力阈值的标准。

● 就频率而言
以Hz(赫兹)为单位报告的频率用于测量和指示每秒声音振动的具体数量。

根据其特性,分贝或dB广泛用于科学测量应用中,例如电气工程测量(电子学,定义放大器增益,衰减器,馈线,混频器等组件损耗),声音工程测量(声学,噪声系数,信噪比等),控制理论(波德图等),信号和通信等。

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也可以参考: 更好地了解RF:AM,FM和无线电波的优缺点


2)何时以及如何发现分贝?
术语bel起源于美国Bell系统中20世纪初期(1928年)电话通信中的传输损耗和功率的测量,它实际上来自对数测量单位,称为“ Bel”,由贝尔电话实验室并以其创始人亚历山大·格雷厄姆·贝尔(Alexander Graham Bell)命名。

与很少使用的“贝耳”相比,分贝是建议的工作单位,因为两种声音之间响度的一分贝差异是人耳可检测到的最小差异,而分贝仅为贝耳的十分之一,这是用于科学和工程中的各种测量(如上所述)。


3)dB是两个不同功率电平的相对度量

相对于电压电平也有dB,但是我不会赘述,因为我们在这里的讨论中最关心的是POWER电平。 3dB是两倍(或一半),6dB是四倍,10dB是十倍,依此类推。 计算以dB为单位的增益或损耗的公式为:10log P1 / P2。 它用于说明一个设备(P1)与另一个设备(P2)的相对关系的得失。 因此,我可以说放大器的增益为30 dB,或者总馈线损耗为6dB。 我不能说,我的放大器输出30 dB,或者我有一个24dB的天线,因为您必须声明所引用的内容,即下标出现的位置。dB本身不是绝对数字,而是一个绝对值。比率。


● 对于放大器

通用参考单位是dBm,0dBm等于1毫瓦。 因此,输出为30dBm的放大器输出1瓦。 它具有多少增益完全是另一回事,您可以拥有两个不同的放大器,每个放大器的输出为30dBm(1Watt),具有不同的增益,并且需要不同级别的驱动功率来实现其输出。 您还可以拥有两个具有相同增益的不同放大器,它们具有不同的输出功率。 


还有dBW(参考1 WATT),但是您通常只在处理Big Stuff时使用它们,因为30dBW是1000w,远远超出了我们在此处处理的范围!


● 对于天线

通用参考单位是dBi,它表示天线的增益,以 ISOTROPIC来源。 各向同性辐射源是理想的全向辐射器,是真正的点辐射源,自然界中不存在。 从理论上讲,它始终是相同的,对于比较天线很有用。 它比下一个常见的天线增益单位dBd还大2.41 dB,使您的天线在广告中听起来更好。 dBd是天线参考的增益量。 DIPOLE天线。 一个简单的偶极天线增益为2.41dBi,增益为0dBd,因为我们正在将其与自身进行比较。 如果我说我有一个24dB的天线,则没有任何意义,因为我没有告诉您我所引用的内容。 


根据我最初的参考,它可能是26.41dBi天线(24dBd),也可能是21.59dBi(也为24dBd!)天线。 差异为4.81dB,相当可观。 大多数天线制造商都没有玩这个游戏,但是在不同领域,参考文献会有所不同。 


商业天线往往被评为dBi的,因为人们购买他们的理解,以及业余无线电的天线往往是CAD,如火腿都非常熟悉偶极子。 

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也可以参考: 简单且经济实惠的DIY-如何制作FM发射器?


3.什么是分贝·毫瓦(dBm或dBmW)?

dBm或dBmW(分贝-毫瓦)是一个电平单位,用于指示功率电平以相对于一毫瓦(mW)的分贝(dB)为单位。 dBm是绝对单位,因为它以瓦为单位,dBm也是无量纲单位,就像dB一样,但由于它与固定参考值比较,因此dBm额定值是绝对单位。 它被用于无线电,微波和光纤通信网络中,作为一种绝对功率的便捷测量方法,因为它具有以短形式表示非常大和非常小的值的能力,而dBW则表示为一瓦(1000 mW) )。 dBm相对于RF(射频)的50欧姆阻抗,而在无线通信中,dBm相对于600欧姆的阻抗。 dBm是每毫瓦分贝的功率表达。 在测量放大器发射的功率时,我们使用dBm。 我们以毫瓦为单位测量功率,通常缩写为mW。 

(1毫瓦时的分贝)使用0毫瓦作为参考点(1 dBm)进行的功率测量。 例如,100毫瓦(10微瓦)的信号损失50,000 dBm。 发射XNUMX瓦功率的无线电台在被无线电接收器接收时可能会衰减到仅几毫瓦。

提示:如何将dBm转换为瓦数?

  +40 dBm = 10瓦10.0
  +30 dBm = 1瓦1.0
  +20 dBm = 100毫瓦.1
  +10 dBm = 10毫瓦.01
    0 dBm = 1毫瓦.001
  -10 dBm = 100微瓦.0001
  -20 dBm = 10微瓦.00001
  -30 dBm = 1微瓦.000001
  -40 dBm = 100纳瓦.0000001


也可以参考: 什么是印刷电路板(PCB)| 所有您需要知道的w


4.什么是分贝各向同性(dBi的)? 
各向同性天线是一种理论上的天线,可以在所有方向上均匀地辐射功率。 分贝各向同性(dBi)是在计算天线的增益并将其与各向同性天线方向图(不是真实天线而是假设天线模型)进行比较时的增益单位。 您也可以将dBi视为比率,天线制造商使用该比率来衡量天线性能是否良好。 各向同性天线与其自身相比没有增益/损耗,这意味着其额定功率为0 dB。


对于低功率系统,例如移动通信中使用的系统,dBm(分贝-毫瓦)标度是一种方便的参考功率电平,其中功率参考为1 mW:

P(dBm)= 10log(P(mW)/ 1mW)


因此,如果天线在特定方向上的增益为5 dBi,则意味着与各向同性天线(在该方向上的增益为0 dB)相比,该天线的增益为5 dB。

您甚至可以将dBi视为比较天线与各向同性辐射器(理论上以球形方向均匀地辐射能量的天线)的增益的量度。

就您自己而言,了解信号增强器随附的天线的dBi值很重要。

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5.什么是分贝瓦 (分贝)

分贝瓦(dBW)表示相对于1瓦的分贝,它是测量信号强度的单位,相对于10瓦以分贝为单位。 功率dBW等于以瓦为单位的功率的以10为底的对数的XNUMX倍。 它非常有用,因为它可以在短范围的数字中表示大范围的值。

对于诸如卫星通信中使用的大功率系统,通常使用dBW(分贝瓦)标度,其中功率参考为1 W:

P(dBW)= 10log(P(W)/ 1W)


也可以参考: 什么是VSWR?如何测量VSWR?


什么是Dif之间的参照 dB和dBM?


●分贝(dB)和相对于毫瓦(dBm)的dB代表两个不同但相关的概念。


dB是表达两个值之比的简便方法。 dB作为信号强度的单位,表示两个功率电平之间的比率。 确切地说, dB =对数(P1 / P2).

使用分贝可以让我们用一个简单的两位或三位数字而不是一个比较繁琐的九位或十位数字来对比功率水平差异很大(无线电链路设计中的常见困境)。

例如,与其将两个功率电平的差异表征为1,000,000,000到1,不如将分贝表示形式用作10 * log(1,000,000,000 / 1)或90 dB更简单。 对于很小的数字也是如此: 0.000000001与1的比率可以表征为-90 dB。 这使得跟踪信号电平变得更加简单。

单位dBm 表示以 分贝 并参考1毫瓦(mW)。 要将绝对功率“ P”(以瓦为单位)转换为dBm,请使用公式dBm = 10 * log(P / 1 mW)。 该方程看起来几乎与dB相同。 但是,现在功率水平“ P”已被参考为1 mW。 事实证明,在实际的无线电世界中,1 mW是测量功率的方便参考点。

使用dB时 表达式评估 两个功率值之间的比率。 在表示功率的绝对值时,请使用dBm。


大约在FM的产品很多的描述,我们继续使用术语“分贝”,“dBm的”,和“dBi的”交替,当他们真正的意思是非常不同的事情看到的人。 所以,这里的有关条款的正确用法的一些背景。 

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也可以参考: AM和FM有什么区别?


之间有什么区别 dB和dBi?


● 想象一下,一个天线在各个方向均等地辐射能量,就像我们的太阳一样。 用科学术语来说,这被称为“各向同性辐射体”,因为它不偏向于任何方向的辐射……换句话说,它不具有“方向性”。 


●这种各向同性天线据说没有增益。 “无增益”可以用x1(乘以1)之类的线性术语表示。 这仅意味着所有方向都具有相同的能量辐射,并且都等于平均能量辐射。天线工程师喜欢对数项,我们说这种无增益情况是0 dBi(读作“零蜜蜂眼”)。 想象一下我们太阳旁一块巨大的恒星大小的镜子。 想象一下它将如何改变这种能量分布并赋予太阳指向性。  如此假想的镜子,我们太阳系的一半将是黑暗的(镜子后面)。 


● 另一半的亮度将是其两倍(看到直接的阳光加上它的反射)。 镜子或镜片具有通过在不利的方向上偷窃和重定向能量的方式,在某些优选方向上增强能量的外观。 天线做同样的事情。 


●镜子不会产生光线,它们只会使光线转向,定向或集中在某个方向。 天线不会产生无线电能,它们只会将其转移,定向或集中在某个方向上。 这就是定向功能,称为增益。 请记住,不会产生任何新能量,它只会被重定向或具有方向性(方向性)。 在优选方向上的增强量被量化为增益。 因此,镜子可以重定向来自太阳(或一支蜡烛)的能量的一半,并使它看起来两倍于亮度(即两支蜡烛)。 据说 拥有每次获得2倍(两倍)或两倍的收益。


-10分贝
十分之一,1/10或“ 10%of”(亏损,未获利)
-6分贝
四分之一,1/4或“ 25%of”(亏损,未获利)
-3分贝
一半,1/2或“ 50%of”(亏损,未获利)
0 DBI
无收益,“相同”,100%(无收益,无损失)
+1分贝
高12%,乘以1.12或112%
+2分贝
高58%,乘以1.58或158%
+3分贝
高100%,乘以2,则是“两倍”或200%
+6分贝
高300%,乘以4
+9分贝
乘以8(%比例不适用于大倍数)
+10分贝
乘以10(%比例不适用于大倍数)
+13分贝
乘以20(%比例不适用于大倍数)
+20分贝
乘以100(%比例不适用于大倍数)

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