1.3 功率单位——财富按指数方式增加
dBm——如果定义1元钱是0dBm
重要程度:★★★★★
难易程度:★★
dBm:Milliwatt decibel,毫瓦分贝
在无线通信领域里,经常会遇到dBm、dB、dBi、dBc等与功率有关的单位,对这些单位的理解容易产生混淆。下面将讲解这几个单位,供电信从业者参考。
dBm用于表示功率大小的绝对值,计算公式为:
10lg(P/1mW)
其中P为功率值。
例如:如果发射功率P为2W,则用dBm表示的值应为:
10lg(2W/1mW)=10lg(2000)=33dBm
如果定义1元钱是0dBm,那么一个拥有100dBm的人,他有多少元钱(设为x)?按上述公式计算,,那么x可是100亿元。
对数域里代表的绝对数值之间的关系不是线性关系,而是指数级的关系。
dB——每天给我提供一个涨停的股票
重要程度:★★★★★
难易程度:★★
dB:decibel,分贝
dB用于表征功率的相对比值,是倍数的对数表达式,计算甲功率比乙功率大多少倍或小多少倍时使用。
按下面计算公式:
例如:无线信号进入电梯之前平均是-68dBm,进入电梯之后是-93dBm,电梯的穿透损耗就是25dB,两个dBm数值之间的差就是dB。
一天接到一个电话,有个人要我和他合作,声称他拥有股市的内幕消息,每天给我提供一支涨停的股票。做无线的人喜欢换算成dB来思考问题,一天我的资金增加10%,就是10lg1.1=0.4dB, 100个交易日就是40dB,40dB就是10000倍,1万元钱经过100个交易日就变成1个亿了。这么容易来的钱他自己不赚?天底下有这种好事么?如图1-19所示。老子说,信言不美,美言不信。让他见鬼去吧!
图1-19 每天一支涨停的股票
dB和dBm的关系总结如下:
(1)XdB+YdB=(X+Y)dB,表示两次放大;
(2)XdB-YdB=(X-Y)dB,表示先放大再缩小或衰减;
(3)XdBm+YdB=(X+Y)dBm,表示在原来的基础上放大;
(4)XdBm-YdB=(X-Y)dBm,表示在原来的基础上缩小。
记住:没有这样的公式——XdBm+YdBm=?两个dBm直接相加是没有任何意义的。如两个天线接收分集,每个天线接收到的信号是-90dBm,两个信号叠加成为-90dBm+(-90dBm)=-180dBm,这个算法明显是不对的。正确的做法是两个一样的信号分集接收,获得翻倍的增益,10lg2就是3dB,最后两个天线分集接收后信号强度是-90dBm+3dB=-87dBm。在无线通信领域,引入“dB”等单位是为了读写计算方便。对一些特别大的数,或者特别接近0的数,不必书写太多的0;而且在计算的时候,相乘的关系可以改成相加的关系。
dBi、dBd——参考基准不同
重要程度:★★★★★
难易程度:★★★
dBi:decibel of isotropic,参考点源分贝;dBd:decibel of dipole,参考偶极子分贝
我以前的一个同事,问他收入怎么样?他说,月薪2000美元,相当于人民币13600元。他的收入参考不同的基准,有不同数值。dBi和dBd两者都是用于表示天线功率增益的相对值,只是其参考的基准不一样。
dBi的参考基准为理想点源天线(isotropic antenna),dBd的参考基准为偶极子(dipole)天线,两者的值略有不同,如图1-20所示。
图1-20 dBi、dBd参考基准图
假若某波源位于O点,它通过理想点源天线把能量均匀地辐射到A点所在的球面上。这时如把球面压扁了,成为偶极子天线的椭球面,此时能量只集中在B点所在的椭球面上。由于能量有所集中,所以从O点到B点的增益比从O点到A点的增益大。
在工程上,一个实际的天线,它的能量集中能力更强,能够使能量集中在C点所在的更扁平的椭球面上。实际天线的能量集中能力(即增益)和理想点源天线相比的单位是dBi,和偶极子天线最大辐射方向相比的单位是dBd。
同一增益用dBi表示要比用dBd表示大2.15。
[例]对于增益为15dBd的天线,用dBi表示为17.15dBi。
dBc——量衣服时,喜欢用“尺”作单位
重要程度:★★★★
难易程度:★★★
dBc:decibel to Carrier,相对于载波的分贝
中国人在裁剪衣服的时候,大多喜欢用“尺”作长度单位;而在购买房子的时候,却喜欢用“米”作单位。
dBc与dB一样都是用来度量两个功率相对比值的单位,但dBc一般用来表示和载波功率相比的信号强度相对值,如度量干扰(同频干扰、互调干扰、交调干扰和带外干扰)、耦合、杂散等相对于载波功率的比值。