提要:在通信工程应用中,dBm和dBuv都可作为信号强度单位。
. l( U2 c2 y& c) n# g; \
二者之间相互换算算法有2种:
( f3 y1 [9 q& a o$ ]算法一:0dBm=+113dBuv或0dBuv=-113dBm,简称113算法。
: N* G( n& U8 Z1 C0 A+ C: |算法二:0dBm=+107dBuv或0dBuv=-107dBm,简称107算法。
$ s4 K$ Y- l' Z6 B% n Y3 S, U, U, S- V) w( }1 a& F* @- M
问题:工程实际应用时,如何正确选用哪一种算法呢?
$ z0 }) p. W% ~$ W4 j) t9 q( f& q* X7 K) J) O# ?0 p; z
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。
" c9 e2 A% H5 v# C9 @7 w% F1 a
4 u: v8 {: f4 d+ 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
' O+ I1 l8 h5 f- f+ b, W% ZU(dBuv)= 20 lg1V / 1uv =120 ( dBuv )
) _" b; @" g! c v# f0 Z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:
; e6 b% Q' S& \5 g$ {' N X. ?8 N+ XU(dBuv)=20lgU(v) +120(dBuv) ………………………………………(1)
: m9 N- e, O& _7 G% u. W6 l4 s" q! o$ e
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
: }7 U0 v+ N! N' q2 |
P(dBm)=10 lg( 1w / 1mw) =30 ( dBm )
; W# L) Q. ?2 s7 L% h0 w$ j
一般情况下,P以W(瓦)为单位转换以dBm为单位表达式为:
/ K. t, F5 O' S& _' c2 fP(dBm)=10 lg P(W)+30 ( dBm ) …………………………………(2)
2 S7 ^/ m* T+ G1 H* ]1 V/ T
& U# ~3 R/ F+ {# { 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。
& H' P7 S3 e$ q) u+ }5 u1 ~/ z
# u: q6 C( {1 ` 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。
5 ?% ?+ [ `! m8 v8 Z. m
* x. |( ?& a# u, P& y( Y1 \ 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。
- u+ }( C# ]7 v2 \! n" L# g
$ b g* b" y& |% u- a% T7 i
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。
- u. E9 N- [ m8 R8 `+ P
! V" @2 l4 w, _6 B, S! F8 H一、 113算法
) j8 d, O; N( R3 x 以PHS接收机等效电路分析113算法, 图1中:
: U# c2 Y& H2 w" S% f
VL:接收机输入电压;
# Q1 F6 l! l- W" m% D
ZL:接收机输入阻抗
9 w# G! H H" c; j F
Vi :接收机天线感应的电磁波电动势;
% _5 u+ d5 v9 S" G' q3 G) P) {8 X
Zi :接收机天线阻抗
( w U# t q2 N! g# c: r* d& p/ m% P% b; ?: B
file:///C:/Users/CVTE_L~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image001.gif
$ I' R; }/ e) y. o! p1 `. G1 q1 n6 E
1 I- L% R r. W5 T1 C( l/ L/ M: |. \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
& p& w/ x5 j" g 7 p7 G! ?6 G2 ~8 @ E" ]& H8 v
当
射频阻抗匹配,即ZL= Zi = 50Ω时,ZL收到功率PL最大。
) {" |; B( _# J
% q# b' q9 c- _" Y! w设Vi = 0 dBuv (即1uv), ZL= Zi = 50Ω时,接收机输入阻抗ZL上接收功率:
! Q1 T" j' P, g; [6 T3 v
PL= 10 lg [(Vi2 ZL ) / (Zi + ZL ) 2]=10 lg ( Vi2 / 4 ZL)
1 P8 R' P! M! Q3 |, ^* m
; I) c; P1 X: e5 |' ]
以mw为单位代入上式,则PL= 10 lg (5×10-15w)=10 lg (5×10-12mw) = -113 dBm
' D9 D/ |( m4 p$ }: ~- V1 o* Y" D" 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。
# N( g3 a% s. U; ] ?! |" H4 ]! o* A* q! m
一般情况下(Vi = x dBuv),ZL接收功率以dBm为单位表达式:
; a9 J: ?7 a0 `3 v7 c
P(dBm)= -113 dBm + Vi(dBuv)……………………………………………(3)