业余无线电——相对值单位

本质上就是用对数(log)来表示比值,这样方便比较非常大的功率或电压范围。例如:

  • 绝对值:直接告诉你功率有多大,例如 1 W、5 W、50 W。
  • 相对值:告诉你和某个参考值相比有多大,例如比 1 W 大 10 倍、或小 10 倍。
    在无线电里,功率、电压、场强常常跨越 10⁶~10¹² 倍的范围,直接写数字会非常大,所以大家用对数刻度(dB)来表达。

一、先搞清楚什么是 dB

  • dB(分贝) = $10\times\lg{\frac{p2}{p1}}$
  • 它没有“绝对值”含义,只是“比值”,关键在于参考值是什么
  • 好处:乘法变加法,方便心算和画图
功率比 dB值 直观含义
1:1 0 dB 相对
2:1 +3 dB 大约大一倍
10:1 +10 dB 大十倍
100:1 +20 dB 大百倍
1:10 -10 dB 小十倍

下面这些 dB + x 都是“对某个固定参考值”的表示。

二、dBm:相对 1mW(0.001W)的功率

功率(W) dBm
0.001W(1 mW) 0 dBm
0.01W(10mW) +10 dBm
1W +30 dBm
10W +40 dBm
  • “m” 代表 milliWatt(毫瓦)
  • dBm = 10×log₁₀(功率/1 mW)

三、dBW(相对1W的功率)

功率(W) dBW
1W 0 dBW
10W +10 dBW
100W +20 dBW
0.1W -10 dBW
  • “W” 代表 Watt(瓦特)
  • dBW = 10×log₁₀(功率/1 W)
  • 所以 dBW = dBm – 30(因为 1 W = 1000 mW)。

四、dBi(相对“理想各向同性天线”的增益)

天线 增益
各向同性天线 0 dBi
常见偶极子天线 ~2.15 dBi
高增益定向天线 10-20 dBi 甚至更高
  • “i” = isotropic,各向同性天线
  • dBi = 天线增益相对理论各向同性天线的值
  • 越高代表在某方向辐射更集中。

五、dBd(相对“半波偶极子天线”的增益)

天线 增益
半波偶极子 0
各向同性天线 -2.15 dBd
高增益定向天线 +8 dBd
  • “d” = dipole(半波偶极子)
  • dBd = 天线增益相对半波偶极子的值
  • 半波偶极子比各向同性天线多约 2.15 dB 增益,因此:
    $$dBi = dBd + 2.15$$

六、dBc(相对“载波”的电平)

信号 dBc
载波本身 0 dBc
副载波/谐波 -30 dBc
杂散信号 -60 dBc
  • “c” = carrier(载波)
  • dBc = 某个信号功率相对载波功率的比值
  • 常用来表示杂散、谐波、边带等的抑制程度。
单位 参考点 用途
dBm 1 mW 功率(毫瓦基准)
dBW 1 W 功率(瓦特基准)
dBi 理论各向同性天线 天线增益
dBd 半波偶极子 天线增益
dBc 载波功率 谐波、杂散抑制或边带电平

七、总结对照表

单位 参考点 用途
dBm 1 mW 功率(毫瓦基准)
dBW 1 W 功率(瓦特基准)
dBi 理论各向同性天线 天线增益
dBd 半波偶极子 天线增益
dBc 载波功率 谐波、杂散抑制或边带电平
  • dB + m / W = 功率基准
  • dB + i / d = 天线基准
  • dB + c = 载波基准