提要:在通信工程应用中,dBm和dBuv都可作为信号强度单位。
1 g5 [' i8 N- ?% h- `" D! P' A
二者之间相互换算算法有2种:
$ f: b3 y6 a6 ]' b7 ?! Z+ A算法一:0dBm=+113dBuv或0dBuv=-113dBm,简称113算法。
" n+ V+ O$ C7 V7 r
算法二:0dBm=+107dBuv或0dBuv=-107dBm,简称107算法。
8 u, _% X E. x+ ?( a; E, b: w( l. h/ `9 l6 ^4 N
问题:工程实际应用时,如何正确选用哪一种算法呢?
: K3 g2 ^) V% |5 H5 v1 [1 }- S7 H% ^ @7 o" O, A% J$ L6 }) k7 {6 D! B& R, F
移动通信工程中,信号电压、功率均可表示信号强度,工程上为方便计算,信号电压、功率通常以特定的分贝为单位表示。
: [) k1 g7 n, g/ ]$ u; S* }+ S, ?' G4 \+ {& T) I+ H: R$ B0 V
例1、电压常用dBuv为单位,0dBuv=1uv,若以V(伏)为电压U的单位。当U=1V转换dBuv为单位,则
# e9 X; ?* U$ [7 G8 }* i- q
U(dBuv)= 20 lg1V / 1uv =120 ( dBuv )
7 G' }) g+ ^# u6 C, v% G
一般情况下,电压U以V(伏)为单位转换以dBuv为单位表达式为:
# s/ V* q9 U l; V# JU(dBuv)=20lgU(v) +120(dBuv) ………………………………………(1)
; k9 |4 J* o, J" _( @( e3 u, _0 p" O/ P8 V9 R Q
例2、功率常用dBm为单位,0 dBm=1mw,若以W(瓦)为功率P的单位,当P=1W转换dBm为单位,则
4 w0 i. [& c& e, t
P(dBm)=10 lg( 1w / 1mw) =30 ( dBm )
( ?$ ?: z+ k& a3 u- w6 `一般情况下,P以W(瓦)为单位转换以dBm为单位表达式为:
M* T' E) F: Y7 f1 x aP(dBm)=10 lg P(W)+30 ( dBm ) …………………………………(2)
/ {6 h9 P: T* X4 `
/ x G& O! C+ c. q+ v% \3 x* c! \ 综上所述,dBuv为电压特定的分贝单位,dBm为功率特定的分贝单位。
4 C8 z8 s- H/ U% c! M' ^& }5 D
9 }9 P: ]& B0 ]. b5 u2 Z5 {$ z* g 在PHS网优工程中,信号覆盖区域信号接收强度常用dBuv表示,而在信号链路预算时上、下行链路功率常用dBm表示。
T4 @/ l7 e5 E* ?! W
2 g/ ^; l! B, S, A: X0 \& ~$ Q7 D
下面分行介绍dBm与dBuv相互转换的2种算法的来由和相应的使用条件。
* x5 |; d' }, k3 R+ |$ `8 H! P/ E/ N
我们借助PHS接收、发射等效电路分析二者之间的2种转换换算关系。
7 y4 q9 p2 j6 R; @' {- v
# I. N5 q8 Z% k0 w0 W. s. F一、 113算法) x* e4 T4 M+ \5 t; F; r N
以PHS接收机等效电路分析113算法, 图1中:
( K* s5 \0 z- l4 E3 F VL:接收机输入电压;
6 x0 I. Q+ W) _( g ZL:接收机输入阻抗
( [: N* a- t2 ~& g! \. j* g8 {8 O Vi :接收机天线感应的电磁波电动势;
- u5 q) P3 w9 m2 A
Zi :接收机天线阻抗
2 _' w9 a; z9 g/ \7 L& ]
! i2 ?: W5 Y$ n! ~+ c
file:///C:/Users/CVTE_L~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image001.gif
# m" H5 B" |) y3 i: h3 H/ t3 P
& K) ~( n+ X' f; y' W8 d从PHS接收机等效电路中可知输入阻抗ZL上收到的功率(dBm): PL= VL2 / ZL = Vi2 ZL / (Zi + ZL ) 2
7 |5 O1 m! P$ X& r2 Y7 a1 K+ a ' r( e" j+ }/ j
当
射频阻抗匹配,即ZL= Zi = 50Ω时,ZL收到功率PL最大。
$ s' ~) w) J3 O/ I/ c; L
6 x; R: W1 }1 \% ]# C& b5 j设Vi = 0 dBuv (即1uv), ZL= Zi = 50Ω时,接收机输入阻抗ZL上接收功率:
' j* v! y5 y7 ~- ?; yPL= 10 lg [(Vi2 ZL ) / (Zi + ZL ) 2]=10 lg ( Vi2 / 4 ZL)
" T7 s' r7 G7 u5 {! W
+ G- w! T k4 K+ U v以mw为单位代入上式,则PL= 10 lg (5×10-15w)=10 lg (5×10-12mw) = -113 dBm
6 w+ r7 b, \9 X% S- e" K) y0 @, b D6 e
; c( y/ O) u# F; E" o
注意:PL= -113 dBm推导是在Vi = 0 dBuv即Vi=1uv条件下,ZL接收功率的dBm值。
0 G$ M7 d0 ]2 M' b! W& }
3 m# @+ R* j' [9 Y0 e9 s% q一般情况下(Vi = x dBuv),ZL接收功率以dBm为单位表达式:
' v d. U+ l ?! M2 G: P0 T( JP(dBm)= -113 dBm + Vi(dBuv)……………………………………………(3)