提要:在通信工程应用中,dBm和dBuv都可作为信号强度单位。
- T) o" r& S; g二者之间相互换算算法有2种:
! P+ V: b* T1 y8 a算法一:0dBm=+113dBuv或0dBuv=-113dBm,简称113算法。
+ Q7 _& E! ~' p) x% T/ Z9 F% D c! i
算法二:0dBm=+107dBuv或0dBuv=-107dBm,简称107算法。
4 w: h0 q5 u+ A2 Q" u: s. t
# R: z8 A( q+ m0 u
问题:工程实际应用时,如何正确选用哪一种算法呢?
) x' d1 K2 d* T W: J8 }
( c2 G1 V6 m$ v
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。
1 p% I4 f7 v8 n( Y
8 O: u: l; H9 N8 p _* y& g3 u 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
+ U. V4 s1 Z% t" w* UU(dBuv)= 20 lg1V / 1uv =120 ( dBuv )
8 ~% `8 \" ~- Z+ t5 y7 B! U; E
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:
8 B! N3 ~4 r& s( V6 T% L3 \& f; K* S+ F$ \
U(dBuv)=20lgU(v) +120(dBuv) ………………………………………(1)
4 p+ B' {$ W) C: n& b
4 \8 [7 g; ~7 [1 d% p: E; p 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
3 e7 u q, W' k. X5 e m( a8 M }P(dBm)=10 lg( 1w / 1mw) =30 ( dBm )
( k8 m$ M9 o7 k$ P, t4 h
一般情况下,P以W(瓦)为单位转换以dBm为单位表达式为:
! g* J' c& R/ a+ N8 {' fP(dBm)=10 lg P(W)+30 ( dBm ) …………………………………(2)
+ R5 G& l3 u: v
6 w1 H% }/ I$ h$ H8 a9 } 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。
- a$ W6 ?5 t: b: R+ Q, u& `7 T) L
6 [8 C; o" R2 z9 {& u' D8 _* [
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。
0 o, C5 V# T+ B& c
6 t9 f8 Q3 \+ |; Z2 x 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。
; w2 ^2 V n& b5 [! h4 [5 O: O: b) ~/ {* Q* A6 x2 g4 m6 \
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。
! o5 e2 D, e5 I# V0 ?* v
/ G8 z' ^, W$ g- Z7 u- z# W' G一、 113算法
0 a! i- i P; v9 h' i9 v 以PHS接收机等效电路分析113算法, 图1中:
& V; ~0 O6 I$ _ ^) j$ G* w0 m' U VL:接收机输入电压;
5 k# `! L1 p; ` ZL:接收机输入阻抗
% g. c, y. o. ?6 k+ R: r
Vi :接收机天线感应的电磁波电动势;
* L4 I7 ^9 g6 r
Zi :接收机天线阻抗
1 W8 g" P) ^8 G& b0 u O v# b
. g& X5 A" Y+ T6 o Pfile:///C:/Users/CVTE_L~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image001.gif
( }7 g% \, L1 y M
* t- C9 v% R9 R* i: \4 {5 ~ J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
+ l. ?6 M0 \1 }% @* r! _0 w
, f& m) W2 T# _当
射频阻抗匹配,即ZL= Zi = 50Ω时,ZL收到功率PL最大。
0 B& i5 k* j: p2 ?2 L6 r7 U8 s
; ^5 ]- R+ Y3 k3 o* }* Z, n
设Vi = 0 dBuv (即1uv), ZL= Zi = 50Ω时,接收机输入阻抗ZL上接收功率:
. f/ @, W# U# d3 i0 }( s
PL= 10 lg [(Vi2 ZL ) / (Zi + ZL ) 2]=10 lg ( Vi2 / 4 ZL)
" F$ Y2 c' Z! Z4 z3 q+ j
; s( J/ U- d+ ^" l3 x! g以mw为单位代入上式,则PL= 10 lg (5×10-15w)=10 lg (5×10-12mw) = -113 dBm
$ [; C5 f' P) A: Y) Y2 O8 \7 r( X
/ z, [, T. X6 D- }3 m- t* {. Y
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。
. v8 U% C) v R% y* r5 h
9 }3 h9 G7 X; r2 i# {
一般情况下(Vi = x dBuv),ZL接收功率以dBm为单位表达式:
" w) {. N" v7 F/ ~" iP(dBm)= -113 dBm + Vi(dBuv)……………………………………………(3)