天线功率详细说明.doc

1、什么是 dBi、dBd、dB、dBm、dBc-技术文章-成都无线龙通讯科技页码，1/2真正意义上的全向天线的方向图应该是球星但是现在使用中所说的全向天线其实都只是在水平面上是圆，在垂直面上是一个长条立体上理解就是个面包圈定向天线是个大鸭梨从能量守恒上解释就是把球星的能量压缩在面包圈里当然就会出现增益，天线是无源器件本身没有放大作用，就是因为天线内部的振子的排列使本来全方位的发射集中在一定区域内才会有叠加的作用，使得天线产生增益所以压缩的越厉害的天线增益也就越高.天线增益 G我们也可用增益来表示天线集中辐射的程度。天线在某一方向的增益定义为：在相同的输入功率下，天线在某一方向某一位置产生的电场强

2、度的平方（E2）与无耗理想点源天线在同一方向同一位置产生的电场强度的平方（E02）的比值，通常以 G表示。 G=E2/E02（同一输入功率） 同样，增益也可以这样来确定：在某一方向向某一位置产生相同电场强度的条件下，无耗理想点源天线的输入功率（Pino）与天线的输入功率（Pin）的比值，即称为该天线在该点方向的增益。 G=Pino/Pin（同一电场强度）通常是以天线在最大辐射方向的增益作为这一天线的增益。增益通常用分贝表示。即：G=101gPino/Pin天线增益的计算： G=4S/2=（/） 2D2式中，S-天线口径面积（平方米）；-工作波长（米）； D-抛物面口径（即面口直径）（米）；-天

3、线 效率。 答：1、增益是用来表示天线集中辐射的程度。其在某一方向的定义是指在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的场强的平方之比，即功率之比。增益一般与天线方向图有关，方向图主瓣越窄，后瓣、副瓣越小，增益越高。增益的单位用“dBi”或“dBd”表示。2、天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力，它是选择基站天线最重要的参数之一。一般来说，增益的提高主要是依靠减少垂直面向辐射的波束宽度，而在水平面上保持全向的辐射特性。天线增益对移动通信系统运行极为重要，因为它决定蜂窝边缘的信号电平。增加增益就可以在一确定方向上增大网络的覆盖范围，或者在确定范围内增大增益

4、余量。可以这样来理解增益的物理含义 - 为在一定的距离上的某点处产生一定大小的信号，如果用理想的无方向性点源作为发射天线，需要 100W 的输入功率，而用增益为 G = 13 dB = 20 的某定向天线作为发射天线时，输入功率只需 100 / 20 = 5W 。换言之，某天线的增益，就其最大辐射方向上的辐射效果来说，与无方向性的理想点源相比，把输入功率放大的倍数。半波对称振子的增益为 G=2.15dBi。4 个半波对称振子沿垂线上下排列，构成一个垂直四元阵，其增益约为 G=8.15dBi( dBi 这个单位表示比较对象是各向均匀辐射的理想点源 )。如果以半波对称振子作比较对象，其增益的单位是

5、 dBd 。半波对称振子的增益为 G=0dBd （因为是自己跟自己比，比值为 1 ，取对数得零值。）垂直四元阵，其增益约为 G=8.152.15=6dBd 。对于水平极化方式的天线来讲，通常以一个半波水平放置的偶极子天线为标准天线，其增益为0dB（实际指dBd）。调频二偶极子反射板天线的增益通过计算和实验数据，其结果基本一致。相对于半波偶极子天线的增益最高只能做到7.5dB。当天线在进行组阵时，天线系统增益为7.5dB 。计算推论如下：总功率在一层四面分配时，天线功率将损失6dB，此时天线增益为7.5-6.5=1.5dB；再根据天线层数增加一倍时天线系统增益将增加3dB的原理，因此两层天线增益

6、就为1.5+3=4.5dB；当天线层数为四层时，天线系统增益就为1.5+3+3=7.5dB，故四层四面调频二偶极子板天线系统增益也只能做到7.5dB。若天线为全波长二偶极子板天线时，其单片天线增益可以做到8-8.5dB，四层四面分配组阵时，其单片天线增益为8-8.5dB。目前使用的天线增益，一般在0dBi到20dBi之间室内：一般采用0 - 8 dBi增益的天线室外：一般采用9 - 18 dBi增益的天线高速公路：一般采用20dBi 增益的天线天线增益的若干计算公式1） 天线主瓣宽度越窄，增益越高。对于一般天线，可用下式估算其增益：G（dBi ）=10Lg32000/（23dB,E23dB,H

7、）式中， 23dB,E与23dB,H分别为天线在两个主平面上的波瓣宽度；32000 是统计出来的经验数据。2） 对于抛物面天线，可用下式近似计算其增益：G（dBi ）=10Lg4.5（D/0）2式中， D 为抛物面直径；0为中心工作波长；4.5 是统计出来的经验数据。3） 对于直立全向天线，有近似计算式G（dBi ）=10Lg2L/0式中， L 为天线长度；0 为中心工作波长。成都无线龙通讯什么是 dBi、dBd、dB、d作者：w 我们在看到相关的技术资料时候，经常遇到dB和个以十为底的对数概念。注意，分贝只用来评价一比例关系，它本身并没有物理量纲。两个量之间以表示为10个分贝。 比如说：A=

8、“100“ ，B=“10“ ，C=“5“，D=“1“则A/D20dB ；B/D=“10dB“；C/D=“7dB“ ；B/C3d 也就是说，两个量差10分贝就是差10倍，差20分还需要记住差3分贝就是两个量之间差2倍。dBm是分贝毫瓦的意思。就是说，固定1毫瓦功率。比如我们常见的读卡器的数据功率大多是2 瓦；30dBm就是1000毫瓦（1瓦）。别看只差3dB 什么是dBi、dBd、dB、dBm、dBc 问：请问dBi 、 dBd、dB、dBm、dBc 之间的区别。答：它们都是功率增益的单位，不同之处如下：dBi和dBd是功率增益的单位，两者都是相对值，准为全方向性天线；dBd的参考基准为偶极子。

9、一益，用dBi表示的值比用 dBd表示的要大2.15 dBi 。线，其增益折算成单位为dBi时，则为18.15dBi， dB也是功率增益的单位，表示一个相对值。当计dB时，可按公式10 lg A/B 计算。例如：A功率比B lg 2 = 3dB 。也就是说，A 的功率比B的功率大3dB 率为40dBm ，则可以说，A 比B大6dB；如果A天线说A比B小2dB。dBm是一个表示功率绝对值的单位，计算公式为： 射功率为 1mW ，按dBm 单位进行折算后的值应为40W的功率,则10 lg(40W/1mW)=46dBm 。dBc也是一个表示功率相对值的单位，与dB的计算对于载波(Carrier)功率

10、而言。在许多情况下，用来干扰（同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰值。在采用dBc的地方，原则上也可以使用dB替代实用资料关于天线增益及其考量 在无线通讯的实际应用中，为有效提高通讯效果成各种带有辐射方向性的结构以集中辐射功率，念。简单说，天线增益就是指一个天线把输入的射天线的增益与其方向图的关系很大，主瓣越窄、副不同结构的天线，其方向图的差别是很大的。在通讯技术领域，与其它考量功率、电平等参数对比较并取对数的简化法来表示，具体计算方法为同辐射场强的时，对无损耗理想基准天线的输入功值取对数后乘以10 （G10lg(基准Pin/考量Pin) ） 益。常用衡量天线增益的单位是 dBi和dBd。对

11、于即一个真正意义上的“ 点” 来作天线增益的对比基的，其方向图是个理想的球，同一球面上所有点dBd，其基准则为理想的偶极子天线。因偶极子天固定的恒差 2.15 即0dBd=“2“.15dBi。需要说明的是，通常所说的“全向天线”不是严立体空间的全向，但工程界也往往把某个平面内方线，如鞭状天线，它在径向的主瓣是圆，但仍有轴常见天线的增益：鞭状天线 69dBi，GSM 基站向天线则很容易做到 24dBi。增益是什么意思？增益是指：在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。增益显然与天线方向图有密切的关系，

12、方向图主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。 dB,dBm,dBi,dBd,dBc 含义2009-09-17 10:47dBm 是一个表示功率绝对值的单位，计算公式为：10lg 功率值/1mW。例如：如果发射功率为 1mW，按 dBm 单位进行折算后的值应为：10 lg 1mW/1mW = 0dBm；对于 40W 的功率,则 10 lg(40W/1mW)=46dBm。1、dBm dBm 是一个考征功率绝对值的值，计算公式为：10lg（功率值/1mw）。 例 1 如果发射功率 P 为 1mw，折算为 dBm 后为 0dBm。 例 2 对于 40W 的功率，按 dBm 单位进行折算后的值应为： 10lg（

13、40W/1mw)=10lg（40000）=10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm。 2、dBi 和 dBd dBi 和 dBd 是考征增益的值（功率增益），两者都是一个相对值， 但参考基准不一样。dBi 的参考基准为全方向性天线，dBd 的参考基准为偶极子， 所以两者略有不同。一般认为，表示同一个增益，用 dBi 表示出来比用 dBd 表示出 来要大 2. 15。 例 3 对于一面增益为 16dBd 的天线，其增益折算成单位为 dBi 时，则为 18.15dBi （一般忽略小数位，为 18dBi）。 例 4 0dBd=2.15dBi。 例 5 GSM900 天线增益可以为 13

14、dBd（15dBi），GSM1800 天线增益可以为 15dBd（17dBi)。 3、dB dB 是一个表征相对值的值，当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个 dB 时， 按下面计算公式：10lg（甲功率/乙功率） 例 6 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。 例 7 7/8 英寸 GSM900 馈线的 100 米传输损耗约为 3.9dB。 例 8 如果甲的功率为 46dBm，乙的功率为 40dBm，则可以说，甲比乙大 6 dB。 例 9 如果甲天线为 12dBd，乙天线为 14dBd，可以说甲比乙小 2 dB

15、。 4、dBc 有时也会看到 dBc，它也是一个表示功率相对值的单位，与 dB 的计算方法完全一样。 一般来说，dBc 是相对于载波（Carrier）功率而言，在许多情况下，用来度量与 载波功率的相对值，如用来度量干扰（同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等）以及耦合、杂散等的相对量值。 在采用 dBc 的地方，原则上也可以使用 dB 替代。 搞无线和通信经常要碰到的 dBm, dBi, dBd, dB, dBc 1、dBm dBm 是一个考征功率绝对值的值，计算公式为：10lg（功率值/1mw）。 例 1 如果发射功率 P 为 1mw，折算为 dBm 后为 0dBm。 例 2 对于 40W

16、 的功率，按 dBm 单位进行折算后的值应为： 10lg（40W/1mw)=10lg（40000）=10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm。 2、dBi 和 dBd dBi 和 dBd 是考征增益的值（功率增益），两者都是一个相对值， 但参考基准不一样。dBi 的参考基准为全方向性天线，dBd 的参考基准为偶极子，所以两者略有不同。一般认为，表示同一个增益，用 dBi 表示出来比用 dBd 表示出来要大 2. 15。 例 3 对于一面增益为 16dBd 的天线，其增益折算成单位为 dBi 时，则为18.15dBi（一般忽略小数位，为 18dBi）。 例 4 0dBd=2.15d

17、Bi。 例 5 GSM900 天线增益可以为 13dBd（15dBi），GSM1800 天线增益可以为15dBd（17dBi)。 3、dB dB 是一个表征相对值的值，当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个 dB 时，按下面计算公式：10lg（甲功率/乙功率） 例 6 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。 例 7 7/8 英寸 GSM900 馈线的 100 米传输损耗约为 3.9dB。 例 8 如果甲的功率为 46dBm，乙的功率为 40dBm，则可以说，甲比乙大 6 dB。 例 9 如果甲天线为 12dBd，乙

18、天线为 14dBd，可以说甲比乙小 2 dB。 4、dBc 有时也会看到 dBc，它也是一个表示功率相对值的单位，与 dB 的计算方法完全一样。一般来说，dBc 是相对于载波（Carrier）功率而言，在许多情况下，用来度量与载波功率的相对值，如用来度量干扰（同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等）以及耦合、杂散等的相对量值。 在采用 dBc 的地方，原则上也可以使用 dB 替代。 经验算法： 有个简便公式：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

19、 还有左边加 3=右边乘 2，如 40+3dBM=10*2W，即 43dBm=20W，这些是经验公式，蛮好用的。 所以-50dBm=0dBm-10-10-10-10-10=1mW/10/10/10/10/10=0.00001mW。 -dbm 的计算方法：(dBm 与 mW)一般坊间贩售的 802.11x 无线网路 AP 上头，常会有规格说明，里头总会有一项说明到这个 AP（或是无线网路卡），它的传输功率（transmission POWER）有 20dBm，或者有些产品，是以 mW（milliWatts）为单位，例如很有名的神脑长距离网卡，就说他们的网卡具有高达 200mW 的发射功率。 这些

20、单位是怎么回事呢？ dBm 是 dB-milliWatt，即是这个读数是在与一个 milliWatt 作比较而得出的数字。在仪器中如果显示着 0dBm 的意思即表示这个讯号与 1mW 的讯号没有分别，也就是说这个讯号的强度就是 1mW 了。至于 Watt（瓦特）是功率的单位我想大家都知道，就不赘述了。 所以我们必须先从 dB 讲起，dB 到底是什么呢？ dB 的全写是 decibel，英文（其实是拉丁语文）中 deci 即十分一的的意思。这个单位原本是 bel 。但因为要达到一个 bel 的数值比较所需之能量差通常都较为大而在电路学上并不常用，故此才比较常用十分之一bel，亦即 decibel

21、 这个单位了。 那么 decibel（或者 bel）又指什么呢？ 其实它是指当你遇上有两个能量（讯号）的时候，dB 就是我们用来表示这两个能量之间的差别的一种表示单位。它本身并不是一个独立的（如伏特 Volt、安培 Ampere 等）绝对单位，dB 这个单位一出现即意味着是有两个同样性质的能量（或讯号）正在被比较之中而获得的单位。 至此或许大家会有疑问：既然 dB 只是表示两个讯号间的能量差别的话，为何不干脆用”倍数”来做表示呢？是否为了要故作深奥而造出这个单位来呢？ 当然不是啦！不过这个问题倒也问得相当好。不是吗？干脆用”倍数”不是来得简单易懂而不致于有这么多的人搞错了观念吗？某程度上林教官

22、也相当同意这个说法。譬如当你制作一部高频线性放大器（LINEAR Amp.）时，它的输入所需功率是 10Watts 而输出则可达 40Watts 的话，为何不干脆说有四倍的增益而要说成是 6dB 的增益呢？在这个例子之中，其实的确是用”四倍”这个说法来得干脆俐落，但试看一看另一个同类例子 今天我们试想像一套发射设备由初级振荡的能量以至最后级的输出功率之间的增益，假设在初级振荡时的功率是 0.5mW（注意是假设，真的当然会远低于此数）而在最后的 LINEAR Amp.输出是 2kW。现在试算一算它们之间的倍数差别，2kW 就是2000Watts 亦即 2,000,000mW 用 2,000,00

23、0mW 除以 0.5mW 便得出倍数，即 4,000,000 倍了。试想一想，我已假设了振荡级是 0.5mW 那么大都还得出了四百万倍这个如此惊人的数字，一旦用上真实的数字的话那倍数势必比四百万来得更大更多位数了。至此大家或许已经明白在各类电子及无线电电路中（尤其是接收方面）这类倍数之差别比比皆是（即如一部厂制的发射机的抗干扰能力是优于一百万倍就标示成 better than 60dB）。如果每次都要在各个层面（例如说明书，规格表）内都标示出数百万以至千万甚至亿倍的数字将会是何等的不方便啊！ 那么 dB 又是如何运算出来的呢？ bel = log ( P2 / P1 ) 上面公式里头，P1 就

24、是第一个被比较的能量（讯号），P2 就是第二个作比较的能量（讯号），P1 与 P2 的单位要大家相同。 dB = 10 * bel = 10 * log ( P2 / P1 ) 例：第一个讯号功率是 4Watts，第二个讯号功率是 24Watts，那增益就是： 10 * log ( 24 / 4 ) = 10 * log6 = 7.78 dB OK，我们回到 dBm 来看，因此换算 dBm 与 mW 的公式就应该是长成这样： dBm = 10 * log(mW)或 mW = 10( dBm / 10 ) 所以底下这些例子大家可以验算一下： 0 dBm = 1 mW 10 dBm = 10 mW

25、 14 dBm = 25 mW 15 dBm = 32 mW 16 dBm = 40 mW 17 dBm = 50 mW 20 dBm = 100 mW 30 dBm = 1000 mW = 1W 如果大家都很聪明，一定可以从 log 的基本性质中，发现到底下的 rule： dB 增加 3dB = mW 乘 2 倍； dB 减少 3dB = mW 变成 1/2 ；增加 10dB =乘 10 倍 这样一来，你便可以用你的脑袋直接进行快速运算来求得概略值： +3db = *2 +6db = *4 (2*2) +7db = *5 (+10db-3db = 10/2) +4db = *2.5 (+10db-6db = 10/4) +1db = *1.25 (+4db-3db) 举个例子，假设你已经知道 0dBm = 1mW，那么 3dBm 当然就等于 2mW 啰。那么，47dBm呢？ 40dBm 104mW，再多 7dBm 5 * 104mW = 50W。