发射功率与增益详解

发射功率与增益详解

2011-09-28 15:31:48| 分类：TEC-Hardware|举报|字号订阅

本文转载自jason《发射功率与增益详解》

无线电发射机输出的射频信号，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接收下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。因此在无线网络的工程中，计算发射装置的发射功率与天线的辐射能力非常重要。

Tx是发射（Transmits）的简称。无线电波的发射功率是指在给定频段范围内的能量，通常有两种衡量或测量标准：

功率（W）－相对1瓦（Watts）的线性水准。

增益（dBm）－相对1毫瓦（Milliwatt）的比例水准。

两种表达方式可以互相转换：

dBm = 10 x log[ 功率mW]

mW = 10 [ 增益dBm / 10 dBm]

在无线系统中，天线被用来把电流波转换成电磁波，在转换过程中还可以对发射和接收的信号进行“放大”，这种能量放大的度量成为“增益（Gain）”。天线增益的度量单位为“dBi”。

由于无线系统中的电磁波能量是由发射设备的发射能量和天线的放大叠加作用产生，因此度量发射能量最好同一度量－增益（dB），例如，发射设备的功率为100mW ，或20dBm；天线的增益为10dBi，则：

发射总能量＝发射功率（dBm）＋天线增益（dBi）

＝20dBm ＋10dBi

＝30dBm

或者：＝1000mW

＝1W

在“小功率”系统中每个dB都非常重要，特别要记住“3dB法则”。

每增加或降低3dB，意味着增加一倍或降低一半的功率：

-3 dB = 1/2 功率

-6 dB = 1/4 功率

+3 dB = 2x 功率

+6 dB = 4x 功率

例如，100mW的无线发射功率为20dBm，而50mW的无线发射功率为17dBm，而200mW的发射功率为23dBm。

0dbm=0.001w 左边加10=右边乘10

所以0+10DBM=0.001*10W 即10DBM=0.01W

故得20DBM=0.1W 30DBM=1W 40DBM=10W

还有左边加3=右边乘2，如40+3DBM=10*2W，即43DBM=20W

例如机器20W 在400MHZ频率上使用30米50-7（物理发泡低损耗电缆）到天线上还剩下多少增益

20W=43DB

30米50-7损耗一米小于0.09 按照最大值0.09*30=2.7DB

43DB-2.7DB=40.3DB

天线增益16DBi+40.3DB=56.3DB

就上面的例子我们可以看出增益和功率并非线性变化，所以不能光从功率上来看发射状态。

当你的机器20W的时候增益43DB，40W的时候46DB 60W的时候49DB

反过来说当功率损失一半的时候也刚刚损失了3个DB，对信号传播影响不是特别大。但是光看功率的话已经少了一半会认为传播能力也小了一半，所以在这里看功率是相当错误的。馈线损耗的3DB到了天线部分又得到了提升，当你的天线是16DBi的时候，小功率电台的传播能力远远超出了使用大功率电台小天线，这也是很多朋友使用手台加馈线棒杆天线效果也不错的现象。

如果真的那么在意功率不如做个试验，发射机输出端不接同轴电缆，而是接380V 动力用电缆，同样的米数，动力电缆的损耗一定很小，因为功率=电流*电压，动力电缆内阻小在电缆上分担的电压就小功率损耗就小，但是高频信号是肌肤效应传播，动力电缆根本无法传到高频信号损失将是相当大的，可以说有点常识的朋友都知道动力电缆无法做馈线，从这一点也证明了单单看功率是完全错误的。

在此八哥只是与大家探讨一下相关数据和分析的方向，有不对的地方还请大家指出日后修改。

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下面是一些网络搜索的资料关于DB DBm DBi 一般的朋友看到这里就可以了看下面会越看越乱我看了两天可能是学识补足，实在头痛，建议由偏头痛的朋友也不用研究下面深奥的资料。

DB与dBm

dB，dBm 意义其实再简单不过了，就是把一个很大（后面跟一长串0的）或者很小（前面有一长串0的）的数比较简短地表示出来。它们都是功率增益的单位，不同之处如下：

1. dB

dB是一个表征相对值的值，纯粹的比值，只表示两个量的相对大小关系，没有单位，当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时，按下面的计算公式：10log（甲功率/乙功率），如果采用两者的电压比计算，要用20log（甲电压/乙电压）。

[例] 甲功率比乙功率大一倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。也就是说，甲的功率比乙的功率大3 dB。反之，如果甲的功率是乙的功率的一半，则甲的功率比乙的功率小3 dB。

2. dBm

dBm是一个表示功率绝对值的值（也可以认为是以1mW功率为基准的一个比值），计算公式为：10log（功率值/1mw）。

[例] 如果功率P为1mw，折算为dBm后为0dBm。

[例] 对于40W的功率，按dBm单位进行折算后的值应为：

10log（40W/1mw)=10log（40000）=10log4+10log10000=46dBm。

总之，dB是两个量之间的比值，表示两个量间的相对大小，而dBm则是表示功率绝对大小的值。在dB，dBm计算中，要注意基本概念，用一个dBm减另外一个dBm时，得到的结果是dB，如：30dBm - 0dBm = 30dB。