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科普射频通信知识,通俗易懂如何计算

发布时间:2022/5/5 17:47:39   

1.手把手教:如何计算dB、dBm、dBw……

dB应该是无线通信中最基本、最习以为常的一个概念了。我们常说“传播损耗是xxdB”、“发射功率是xxdBm”、“天线增益是xxdBi”……有时,这些长得很像的dBx们可能被弄混,甚至造成计算失误。它们究竟有什么区别呢?这事不得不先从dB说起。而说到dB,最常见的就是3dB啦!3dB在功率图或误码率图中经常出现。其实,没什么神秘的,下降3dB就是指功率下降一半,3dB点指的就是半功率点。+3dB表示增大为两倍,-3dB表示下降为1/2。这是怎么来的呢?其实很简单,让我们一起看下dB的计算公式:dB表示功率P1相对于参考功率P0的大小关系。如果P1是P0的2倍,那么:如果P1是P0的一半,那么:关于对数的基本概念及运算性质,大家可以自行回顾下高一数学。。。现在出道题来检验下你的理解程度:功率增大为10倍,用?dB表示

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这里请大家记住一个口诀。记住了这个口诀,你基本就可以横着走路了。

+3dB,表示功率增加为2倍;+10dB,表示功率增加为10倍。-3dB,表示功率减小为1/2;-10dB,表示功率减小为1/10。可见dB是个相对值,它的使命就是把一个很大或者很小的数,用一个简短的形式表达出来。这可以极大的方便我们计算和描述。尤其是绘制表格的时候,大家可以自行脑补下,没换算成dB前,这么多的0,坐标轴得拉到外太空了吧。。。理解了dB,你只能横着走,理解了dB家族的其它成员,你就可以躺赢了。我们还是从最常用的dBm、dBw来说。dBm、dBw就是把dB公式中的参考功率P0分别换成1mW、1W:1mW、1W都是确定的值,因此dBm、dBw都可以表示功率的绝对值。直接上个功率换算表供大家参考。

watt

dBm

dBw

0.1pW-dBm-dBW1pW-90dBm-dBW10pW-80dBm-dBWpW-70dBm-dBW1nW-60dBm-90dBW10nW-50dBm-80dBWnW-40dBm-70dBW1μW-30dBm-60dBW10μW-20dBm-50dBWμW-10dBm-40dBWμW-1dBm-31dBW1.mW0dBm-30dBW1.mW1dBm-29dBW10mW10dBm-20dBWmW20dBm-10dBW1W30dBm0dBW10W40dBm10dBWW50dBm20dBW1kW60dBm30dBW10kW70dBm40dBWkW80dBm50dBW1MW90dBm60dBW10MWdBm70dBW这里,我们要记住:1W=30dBm。简化口诀是“30是基准,等于1W整”。记住了这条,再结合前面的“加3乘2,加10乘10;减3除2,减10除10”,你就可以进行很多口算了。赶紧出道题来检验下。44dBm=?W

答案

你算对了吗?这里我们需要注意,等式右侧除了30dBm,其余的拆分项都要用dB表示。也就是说,用一个dBx减另一个dBx时,得到的结果用dB表示。[例]如果A的功率为46dBm,B的功率为40dBm,可以说A比B大6dB。[例]如果A天线为12dBd,B天线为14dBd,可以说A比B小2dB。例如,46dB表示P1为P0的4万倍,46dBm则表示P1的值为40W。符号中仅仅差了一个m,代表的含义可完全不同。dB家族中常见的还有dBi、dBd、dBc。它们的计算方法与dB的计算方法完全一样,表示的还是功率的相对值。不同的是,它们的参考基准不同,即分母上的参考功率P0所代表的含义不同。一般认为,表示同一个增益,用dBi表示出来比用dBd表示出来要大2.15。这个差值是两种天线的不同方向性导致的,这里咱们就不展开说了。此外,dB家族不仅可以表示功率的增益和损耗,还可以表示电压、电流、音频等,大家要具体场景具体应用。需要注意的是,对于功率的增益,我们用10lg(Po/Pi),对于电压和电流的增益,要用20lg(Vo/Vi)、20lg(Io/Ii)。多的这个2倍是怎么来的呢?这个2来源于电功率转换公式的平方上。对数里面的n次方,计算后对应的就是n倍啦。关于功率和电压、电流的转换关系,大家可以自行温习下初中物理。。。最后,小编整理了一些主要的dB家庭成员,供大家参考。相对值:符号全称参考基准dBdecibel-dBcdecibelcarrier载波功率dBddecibedipole偶极子功率密度dBidecibelisotropic全向天线功率密度dBFSdecibelfullscale满刻度的量值dBrndecibelreferencenoise基准噪声绝对值:符号全称参考基准dBmdecibelmilliwatt1mWdBWdecibelwatt1WdBμVdecibelmicrovolt1μVRMSdBmVdecibelmillivolt1mVRMSdBVdecibelvolt1VRMSdBudecibelunloaded0.VRMSdBμAdecibelmicroampere1μAdBmAdecibelmilliampere1mAdBohmdecibelohms1ΩdBHzdecibelhertz1HzdBSPLdecibelsoundpressurelevel20μPa最最后,我们再来出两道题检验下大家的成果。1.30dBm的功率是()A.1WB.10WC.1mWD.10mW

答案

2.假定小区输出总功率为46dBm,在2天线时,单天线功率是()A.46dBmB.43dBmC.23dBmD.40dBm

答案

2.射频通信基础知识,通俗易懂!

电磁波

电磁波是能量的一种,凡是高于绝对零度的物体,都会释出电磁波。电与磁可说是一体两面,电流会产生磁场,变动的磁场则会产生电流。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场。

在低频的电振荡中,磁电之间的相互变化比较缓慢,其能量几乎全部返回原电路而没有能量辐射出去;在高频率的电振荡中,磁电互变甚快,能量不可能全部返回原振荡电路,于是电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去,不需要介质也能向外传递能量,这就是一种辐射。

直射波

类比:在桌球这项运动中,很多规律很像电磁波的规律。假若直接撞击球中心打出去的时候假使没有任何阻挡,球将沿直线运行,好比直射波。

由发射天线沿直线到达接收点的无线电波,被称为直射波。自由空间电波传播是电波在真空中的传播,是一种理想传播条件。电波在自由空间传播时,可以认为是直射波传播,其能量既不会被障碍物吸收,也不会产生反射或散射。

反射波

类比:我们还以桌球运动为例,如果打出的球碰到的桌边,它就按照反射角等入射角的规律运行,好比反射波。

应用:在高速铁路无线覆盖选站的时候,要

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