无线概念笔记

dB、dBc、dBm、dBw、dBi:、dBd的概念

B: 向Alexander Graham Bell致敬

亚历山大·格拉汉姆·贝尔(Alexander Graham Bell，1847年3月3日-1922年8月2日)是一位美国发明家和企业家。

他获得了世界上第一台可用的电话机的专利权，创建了贝尔电话公司(AT&T公司的前身)。关于电话的发明者目前尚存争议，美国国会2002年6月15日判定意大利人安东尼奥·梅乌奇为电话的发明者，加拿大国会则于2002年6月21日通过决议，重申贝尔是电话的发明者。另外一部分人则认为伊莱沙·格雷是电话的发明者。

dB: 表示2个信号之间的差异比率，用于描述设备的强度，是一个相对值
dB是一个表征相对值的值，纯粹的比值，只表示两个量的相对大小关系，没有单位，当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时，按下面计算公式：10log（甲功率/乙功率），如果采用两者的电压比计算，要用20log（甲电压/乙电压）。
[例] 甲功率比乙功率大一倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。也就是说，甲的功率比乙的功率大3 dB。反之，如果甲的功率是乙的功率的一半，则甲的功率比乙的功率小3 dB。

dBc
dBc也是一个表示功率相对值的单位，与dB的计算方法完全一样。一般来说，dBc 是相对于载波（Carrier）功率而言，在许多情况下，用来度量与载波功率的相对值，如用来度量干扰（同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等）以及耦合、杂散等的相对量值。在采用dBc的地方，原则上也可以使用dB替代。

dBm:

功率与lmW进行比较的dB值结果
dBm是一个表示功率绝对值的值（也可以认为是以1mW功率为基准的一个比值），计算公式为：10log（功率值/1mw）。
[例] 如果功率P为1mw，折算为dBm后为0dBm。
[例] 对于40W的功率，按dBm单位进行折算后的值应为：
10log（40W/1mw)=10log（40000）=10log4+10log10000=46dBm。

每增加3dBm,功率增加约1倍
每增加10dBm,功率增加10倍

注意：其中，和1mW功率为基准的一个比值，就是信号功率和噪声功率相除就是信噪比（SNR）

dBw
与dBm一样，dBw是一个表示功率绝对值的单位（也可以认为是以1W功率为基准的一个比值），计算公式为：10log（功率值/1w）。dBw与dBm之间的换算关系为：0 dBw = 10log1 W = 10log1000 mw = 30 dBm。
[例] 如果功率P为1w，折算为dBw后为0dBw。

无线天线分为两种：
dBi:全向天线辐射强度（向四周均匀增强辐射强度）
dBd:定向天线辐射强度（向指定方向的范围内收发信号）

dBi和dBd是考征增益的值(功率增益)，两者都是一个相对值，但参考基准不一样。dBi的参考基准为全方向性天线，dBd的参考基准为偶极子，所以两者略有不同。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
[例] 对于一面增益为16dBd的天线，其增益折算成单位为dBi时，则为18.15dBi（一般忽略小数位，为18dBi）。
[例] 0dBd=2.15dBi。

总结：

dB、dBc、dBm、dBw、dBi:、dBd，其中dB,dBc表示的是相对功率大小的值，dBi, dBd表示的是天线的增益，而dBm、dBw则是表示绝对功率大小的值。在dB，dBm，dBw计算中，要注意基本概念，用一个dBm（或dBw）减另外一个dBm（dBw）时，得到的结果是dB，如：30dBm - 0dBm = 30dB。

一般来讲，在工程中，dBm（或dBw）和dBm（或dBw）之间只有加减，没有乘除。而用得最多的是减法：dBm 减 dBm 实际上是两个功率相除，信号功率和噪声功率相除就是信噪比（SNR）。dBm 加 dBm 实际上是两个功率相乘。

问题：
既然有mW来表示功率为什么还要引入dB这个单位？
接受信号时无线信号转变为高频电子脉冲，反之发射信号时高频电子脉冲转换为无线电波，这些过程功率往往要产生上万倍的变化，使用W、mW来计数非常不便，而dBm单位通过对功率的对数计算，使用一个较小的数值既可以比较直观的表达功率的变化，因此无线和声学系统都采用了dB这个单位。

全向天线波形图