dBm和dBuV的换算

Python与开源GIS

dBm和dBuV的换算

2017-01-12 作者: xuzhiping 浏览: 4530 次

摘要: dBm dBm意即分贝毫X,可以表示分贝毫伏,或者分贝毫瓦。电压或电场E(mV) 与 U'(dBm) 的换算公式为:\(U'dBm=20lgE\);功率与P(瓦特)换算公式:\(P'dBm=30+10lgP\) (P:瓦;P':单位为dbm)。 dBuV db...

dBm

dBm意即分贝毫X,可以表示分贝毫伏,或者分贝毫瓦。电压或电场E(mV) 与 U'(dBm) 的换算公式为:\(U'dBm=20lgE\);功率与P(瓦特)换算公式:\(P'dBm=30+10lgP\) (P:瓦;P':单位为dbm)。

dBuV

dbuv是指dbuv是以1uV为0 dB为参考标准的。(一般所说的信号强度dB或者dBu,其实就是dbuv)

在通信工程应用中,dBm和dBuv都可作为信号强度单位。

二者之间相互换算算法有2种:

算法一:\(0dBm=+113dBuv\)或\(0dBuv= -113dBm\),简称113算法。

算法二:\(0dBm=+107dBuv\)或\(0dBuv= -107dBm\),简称107算法。

问题:工程实际应用时,如何正确选用哪一种算法呢?

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。

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

\(U(dBuv)= 20 lg1V / 1uv =120 ( dBuv ) \)

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:

\(U(dBuv)=20lgU(v) +120(dBuv)\) ………………………………………(1)

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

\(P(dBm)=10 lg( 1w / 1mw) =30 ( dBm ) \)

一般情况下,P以W(瓦)为单位转换以dBm为单位表达式为:

\(P(dBm)=10 lg P(W)+30 ( dBm )\) …………………………………(2)

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。

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。

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。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。

一、 113算法

以PHS接收机等效电路分析113算法,图1中:

VL:接收机输入电压;

ZL:接收机输入阻抗

Vi :接收机天线感应的电磁波电动势;

Zi :接收机天线阻抗

从PHS接收机等效电路中可知输入阻抗ZL上收到的功率(dBm):\(PL= VL2 / ZL = Vi2 ZL / (Zi + ZL ) 2 \)

当射频阻抗匹配,即ZL= Zi = 50Ω时,ZL收到功率PL最大。

设Vi = 0 dBuv (即1uv),ZL= Zi = 50Ω时,接收机输入阻抗ZL上接收功率:

\(PL= 10 lg [(Vi2 ZL ) / (Zi + ZL ) 2]=10 lg ( Vi2 / 4 ZL) \)

以mw为单位代入上式,则\(PL= 10 lg (5×10-15w)=10 lg (5×10-12mw) = -113 dBm\)

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。

一般情况下(Vi = x dBuv),ZL接收功率以dBm为单位表达式:

\(P(dBm)= -113 dBm + Vi(dBuv)\)……………………………………………(3)

二、107算法

以PHS发射机等效电路分析107算法,如上图中:

VL:发射机输出电压

ZL:发射机输出阻抗

Vo:发射机信号源电压

Zo:发射机信号源内阻抗

从PHS发射机等效电路中可知输出阻抗ZL上发射功率(dBm):

\(PL= VL2 / ZL = Vi2 ZL / (Zi + ZL ) 2\)

当射频阻抗匹配,Zo = ZL = 50Ω时,发射机输出阻抗ZL发射功率最大。

设VL =0 dBuv(此时Vo=2uv) , Zo = ZL = 50Ω时,发射机在ZL上发射功率:

\(PL=10 lg (VL2/ ZL) = 10 lg [(Vo2ZL) / (Zo+ ZL )2] \)

以mw为单位代入上式,\(PL= 10 lg(10-12 / 50w)=10 lg(2×10-11mw) = -107 (dBm) \)

注意:发射机输出功率PL = -107 dBm推导是在VL =0 dBuv=1uv(Vo=2uv)条件下,ZL发射功率的dBm值。

dBm与dBuv之间转换

1、对于接收信号强度

(1)当测量电压为接收机输入阻抗上电压,换算该输入阻抗上功率应采用107算法,即接收机输入阻抗上的功率\(P=-107dBm + V(dBuv)\),式中V(dBuv)为接收机输入阻抗上的电压VL 。

(2)当测量电压为收电磁感应电压Vi ,换算接收机输入阻抗ZL上的功率,应采用113算法,即接收机输入阻抗上的功率\(P=-113dBm + V(dBuv)\) ,式中V(dBuv)为接收电磁感应电压Vi 。

2、对于发射信号强度

(1)当测量电压为发射机输出阻抗上的电压,换算该输出阻抗上功率应采用107算法。即发射机输出阻抗上的功率为\(P=-107dBm + V(dBuv)\) ,式中V(dBuv)为发射机输出阻抗上的电压VL。

(2)当测量电压为发射机信号源电压Vo,换算发射机输出阻抗ZL上的功率,应采用113算法,即发射机输出阻抗上的功率\(P=-113dBm + V(dBuv) \),式中V(dBuv)为发射机信号源电压Vo 。

关注“开源集思”公众号
获取免费资源

随机推荐


Copyright © from 2014. 开源地理空间基金会中文分会 吉ICP备05002032号

Powered by TorCMS

OSGeo 中国中心 邮件列表

问题讨论 : 要订阅或者退订列表,请点击 订阅

发言 : 请写信给: osgeo-china@lists.osgeo.org