提要:在通信工程应用中,dBm和dBuv都可作为信号强度单位。
) m+ Y! ?! j" f1 T( f, X
二者之间相互换算算法有2种:
3 E9 u6 H1 D0 n1 j# K$ E7 Z3 G算法一:0dBm=+113dBuv或0dBuv=-113dBm,简称113算法。
# F, P) l4 O* K' u. ^8 R& T
算法二:0dBm=+107dBuv或0dBuv=-107dBm,简称107算法。
8 M, i# o& t2 f
0 C4 S+ I+ H( F问题:工程实际应用时,如何正确选用哪一种算法呢?
" B4 [" c( k0 u+ y+ e
7 p) L2 x4 L& t: R/ r; b 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。
) J) u1 D3 o6 c2 o9 U' V
1 ?( O. u8 x2 D: b0 e
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
$ k ~& C- k, p. A0 G @0 V) LU(dBuv)= 20 lg1V / 1uv =120 ( dBuv )
/ \- V2 u2 v; c3 n: N X/ b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:
. k9 P' w1 \# u9 g# q
U(dBuv)=20lgU(v) +120(dBuv) ………………………………………(1)
; I" p9 e1 z2 c" v+ m
; ~) G) b& Z) F0 `# y/ F" _ 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
9 Y3 a* U% A3 ^4 XP(dBm)=10 lg( 1w / 1mw) =30 ( dBm )
: }" a. w4 v9 u7 N5 r& T: o' S; [一般情况下,P以W(瓦)为单位转换以dBm为单位表达式为:
3 h4 P* R# Q& o7 ]P(dBm)=10 lg P(W)+30 ( dBm ) …………………………………(2)
1 z7 {& X; s& n6 Q& d! T& ?
( x* y8 j$ E, Q$ H! R( n 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。
# c* r( W2 `1 E" T# G
, X9 C* a1 ?/ A: b4 y; @& ? 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。
+ F, |7 r" }8 _; j( z
) Z& j: D0 ^1 g- W+ |6 v' Z+ i
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。
# ~# H8 {( D! S0 u9 } k& S
K" [2 x* f; s( u6 b* v3 X 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。
, H/ E$ I- [, C3 m; p. U
5 J" O$ P' {+ e. S" W* m& F( M( u一、 113算法4 G2 J e: C7 K( j
以PHS接收机等效电路分析113算法, 图1中:
- ~& Y$ k- s7 Q VL:接收机输入电压;
0 J( s+ V$ o& K/ O. }% J ZL:接收机输入阻抗
# U* W# s) i% J Vi :接收机天线感应的电磁波电动势;
; ]4 }! A3 T& f- e
Zi :接收机天线阻抗
9 F A6 ~" ]4 r6 a/ ?8 |6 e. F
, I3 Y7 \7 ^+ r+ kfile:///C:/Users/CVTE_L~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image001.gif
9 _& q& D( C' J9 I+ K
8 x. l: |7 s) U9 A3 M6 ~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
" I0 r! Y) ?- l0 B
4 P8 b1 d% C! P" W5 u0 G4 J当
射频阻抗匹配,即ZL= Zi = 50Ω时,ZL收到功率PL最大。
& l" N, b6 R+ d) r- |( k& n
. d) D6 ]- F* y: r设Vi = 0 dBuv (即1uv), ZL= Zi = 50Ω时,接收机输入阻抗ZL上接收功率:
, g8 b$ v4 n% k
PL= 10 lg [(Vi2 ZL ) / (Zi + ZL ) 2]=10 lg ( Vi2 / 4 ZL)
% R' o9 o" V8 m: z5 Y9 r- ~3 |1 j
C- Y" {/ {9 |; E9 L. Y' T9 j" s以mw为单位代入上式,则PL= 10 lg (5×10-15w)=10 lg (5×10-12mw) = -113 dBm
+ [$ n W* D. E" y; D
" Q2 x# j* _" z0 o3 m w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。
' v6 {( I) Q5 H c; P
5 ]& h: q, a3 C8 G% h$ V0 b! |
一般情况下(Vi = x dBuv),ZL接收功率以dBm为单位表达式:
& a' z; @- p' o+ H" y3 hP(dBm)= -113 dBm + Vi(dBuv)……………………………………………(3)