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什么是dB?dBc、dBm、dBi、dBd有什么区别?

2025-03-03 射频学堂 阅读:
在通信、射频和电子工程领域,dB(分贝)及其衍生单位(如dBm、dBc、dBi)是用于描述功率、增益和相对关系的常用单位···

在通信、射频和电子工程领域,dB(分贝)及其衍生单位(如dBm、dBc、dBi)是用于描述功率、增益和相对关系的常用单位。对于一个射频工程师来说,dB运算应该是和1+1=2一样,随口就来的,所以dB运算,也是很多射频大厂招聘笔试的一道基本题。Juyednc

dB的定义Juyednc

分贝(dB)是一个对数单位,用于表示两个量的比值(如功率、电压等),所以dB本身,就是一个相对值,是描述两个量相对大小的值。

但是dB的定义,对于功率和电压,运用的公式有所不同。Juyednc

功率比:Juyednc

电压比:Juyednc

因为dB是相对值,是一个比值,所以是没有量纲的,(只有相同单位的东西才可以比,一斤红薯和一公里路程是没办法求比值的,相同单位的东西,比过之后,单位就抵消了,所以比值是一个没有量纲的东西。)Juyednc

dB在射频设计中常用来描述增益,衰减,损耗。比如放大器的增益是20dB,滤波器的插入损耗是1dB,回波损耗是20dB,带外抑制(衰减)是30dB等。Juyednc

注意,增益20dB,相当于放大了10^2 倍,也就是100倍,那么30dB就是1000倍了。Juyednc

射频设计中还有一个需要记住的dB值,3dB大约是2倍,6dB就是4倍,9dB就是8倍....Juyednc

dB的衍生Juyednc

以dB衍生出来很多相关的单位,整理表格如下,这些单位广泛应用于通信、音频、声学、天线设计等领域,用于表示功率、电压、电流、增益等物理量的对数值。Juyednc

但是,在射频设计中,我们比较常用的就是dBm,dBc,dBi/dBd 这些了。Juyednc

dBmJuyednc

分贝毫瓦表示功率相对于1毫瓦(mW)的对数值,常用来表示信号的功率大小。Juyednc

公式如下:Juyednc

所以0dBm就是1毫瓦,10dBm就是10毫瓦,30dBm才是1瓦,40dBm是10瓦,43dBm是20瓦。Juyednc

同样可表示功率大小的还有dBW(分贝瓦),只是很少用到。Juyednc

dBcJuyednc

c这里是Carrier 的首字母,在射频中表示载波的意思,所以dBc也就是相对于载波的比值的对数值。Juyednc

dBiJuyednc

这里的i是Isotropic Antenna的首字母,所以dBi就是天线相对于各向同性天线的增益的对数值。Juyednc

G就是天线的增益,各向同性天线的增益为1。Juyednc

天线增益中还有一个常用的单位是dBd。Juyednc

d是dipole偶极子的首字母,所以dBd是天线增益相对于偶极子的对数值。Juyednc

这里也告诉我们,天线的增益其实是相对的,天线作为无源器件并不产生功率,只是能够把电磁波聚集到某一个特定的方向上,这样相对于各向同性天线,或者偶极子天线来说,在特定方向上,天线发射的电磁波就大了。Juyednc

dB运算的注意事项Juyednc

射频计算中为什么要用dB呢?答案就是为了简化计算。Juyednc

第一,一个极大和极小的功率都可以用一个比较适中的dB值来表示,如下图所示。Juyednc

Juyednc

第二,化乘除为加减Juyednc

比如两个放大器的级联,一级放大器增益是10倍,第二级放大器增益是100倍,那么总增益是多少?Juyednc

用dB表示就是Juyednc

乘法就转换为了加法。Juyednc

但是这里的加减法不能随意。Juyednc

比如两个20dBm的信号相叠加,总功率是23dBm,而不是40dBm。也就是dBm不能随便相加减的,严格意义上的计算要转换成绝对功率,然后在加减。Juyednc

但是dBm和dB就可以,Juyednc

比如输入信号是20dBm,经过一个增益为20dB的放大器,输出信号就是40dBm。Juyednc

但是如果dBm和dBc怎么换算,这个就不行了。Juyednc

责编:Ricardo
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