dBm和dBuv的換算

1、.dBm(功率分貝)和dBuv(電壓分貝)的換算提要：在通信工程應(yīng)用中，dBm和dBuv都可作為信號強(qiáng)度單位。二者之間相互換算算法有2種：算法一：0dBm=+113dBuv或0dBuv= -113dBm，簡稱113算法。算法二：0dBm=+107dBuv或0dBuv= -107dBm，簡稱107算法。問題：工程實際應(yīng)用時，如何正確選用哪一種算法呢？ 移動通信工程中，信號電壓、功率均可表示信號強(qiáng)度，工程上為方便計算，信號電壓、功率通常以特定的分貝為單位表示。 例1、電壓常用dBuv為單位，0dBuv=1uv,若以V（伏）為電壓U的單位。當(dāng)U=1V轉(zhuǎn)換dBuv為單位，則U（dBuv）= 20 lg

2、1V / 1uv =120 ( dBuv ) 一般情況下，電壓U以V（伏）為單位轉(zhuǎn)換以dBuv為單位表達(dá)式為：U（dBuv）=20lgU(v) +120(dBuv) （1） 例2、功率常用dBm為單位，0 dBm=1mw,若以W（瓦）為功率P的單位，當(dāng)P=1W轉(zhuǎn)換dBm為單位，則P（dBm）=10 lg( 1w / 1mw) =30 ( dBm ) 一般情況下，P以W（瓦）為單位轉(zhuǎn)換以dBm為單位表達(dá)式為：P（dBm）=10 lg P（W）+30 ( dBm ) （2） 綜上所述，dBuv為電壓特定的分貝單位，dBm為功率特定的分貝單位。 在PHS網(wǎng)優(yōu)工程中，信號覆蓋區(qū)域信號接收強(qiáng)度常用dBu

3、v表示，而在信號鏈路預(yù)算時上、下行鏈路功率常用dBm表示。 下面分行介紹dBm與dBuv相互轉(zhuǎn)換的2種算法的來由和相應(yīng)的使用條件。 我們借助PHS接收、發(fā)射等效電路分析二者之間的2種轉(zhuǎn)換換算關(guān)系。一、113算法 以PHS接收機(jī)等效電路分析113算法， 圖1中： VL：接收機(jī)輸入電壓； ZL：接收機(jī)輸入阻抗 Vi ：接收機(jī)天線感應(yīng)的電磁波電動勢； Zi ：接收機(jī)天線阻抗(內(nèi)阻沒有考慮)從PHS接收機(jī)等效電路中可知輸入阻抗ZL上收到的功率（dBm）： PL= VL2 / ZL = Vi2 ZL / (Zi +ZL)2 當(dāng)射頻阻抗匹配，即ZL= Zi = 50時，ZL收到功率PL最大。設(shè)Vi = 0

4、 dBuv （即1uv），ZL= Zi = 50時,接收機(jī)輸入阻抗ZL上接收功率：PL= 10 lg (Vi2 ZL ) / (Zi + ZL ) 2=10 lg (Vi2 / 4 ZL)。 If Vi = 1uV , 0dBuV. 0dBuV = ? dBm以mw為單位代入上式，則PL= 10 lg (51015w)=10 lg (51012mw) = -113 dBm注意：PL= -113 dBm推導(dǎo)是在Vi = 0 dBuv即Vi=1uv條件下，ZL接收功率的dBm值。一般情況下（Vi = x dBuv），ZL接收功率以dBm為單位表達(dá)式：P（dBm）= -113 dBm + Vi（dB

5、uv）（3）二、107算法以PHS發(fā)射機(jī)等效電路分析107算法，圖2中：VL ：發(fā)射機(jī)輸出電壓ZL：發(fā)射機(jī)輸出阻抗Vo：發(fā)射機(jī)信號源電壓Zo：發(fā)射機(jī)信號源內(nèi)阻抗(天線阻抗沒考慮)從PHS發(fā)射機(jī)等效電路中可知輸出阻抗ZL上發(fā)射功率（dBm）：PL= VL2 / ZL = Vi2 ZL / (Zi + ZL ) 2當(dāng)射頻阻抗匹配，Zo = ZL = 50時，發(fā)射機(jī)輸出阻抗ZL發(fā)射功率最大。設(shè) VL =0 dBuv(此時Vo=2uv) , Zo = ZL = 50時，發(fā)射機(jī)在ZL上發(fā)射功率：PL=10 lg (VL2/ ZL) = 10 lg (Vo2ZL) / (Zo+ ZL )2 以mw為單位代

6、入上式，PL= 10 lg(1012 / 50w)=10 lg(21011mw) = -107 (dBm) 注意：發(fā)射機(jī)輸出功率PL = -107 dBm推導(dǎo)是在VL =0 dBuv=1uv（Vo=2uv）條件下，ZL發(fā)射功率的dBm值。三、結(jié)論 綜上113、107兩種換算法的推導(dǎo)分析，我們在進(jìn)行dBm與dBuv之間轉(zhuǎn)換時：1、對于接收信號強(qiáng)度（1）當(dāng)測量電壓為接收機(jī)輸入阻抗上電壓，換算該輸入阻抗上功率應(yīng)采用107算法，即接收機(jī)輸入阻抗上的功率P=-107dBm + V(dBuv)， 式中V(dBuv)為接收機(jī)輸入阻抗上的電壓VL 。（2）當(dāng)測量電壓為收電磁感應(yīng)電壓Vi ，換算接收機(jī)輸入阻抗Z

7、L上的功率，應(yīng)采用113算法，即接收機(jī)輸入阻抗上的功率P=-113dBm + V(dBuv) ，式中V(dBuv)為接收電磁感應(yīng)電壓Vi 。2、對于發(fā)射信號強(qiáng)度（1）當(dāng)測量電壓為發(fā)射機(jī)輸出阻抗上的電壓，換算該輸出阻抗上功率應(yīng)采用107算法。即發(fā)射機(jī)輸出阻抗上的功率為P=-107dBm + V(dBuv) ，式中V(dBuv)為發(fā)射機(jī)輸出阻抗上的電壓VL 。（2）當(dāng)測量電壓為發(fā)射機(jī)信號源電壓Vo，換算發(fā)射機(jī)輸出阻抗ZL上的功率，應(yīng)采用113算法，即發(fā)射機(jī)輸出阻抗上的功率P=-113dBm + V(dBuv) ，式中V(dBuv)為發(fā)射機(jī)信號源電壓Vo 。 因而區(qū)別圖1、圖2收、發(fā)等效電路中ZL上的功率與電壓換算分2種情況：A .測量電壓是Vi或Vo，則ZL的dBm和dBuv換算采用113法。B .測量電壓是VL，則ZL的dBm和dBuv換算采用107法。思考題： 某室內(nèi)PHS和WCDMA信號模測結(jié)果對比分析：發(fā)射天線用同一副頻率為1710-2500MHz，增益3dBi，高度固定為3M的全向天線；在發(fā)射天線端口分別加入-3dBm的PHS與WCDMA信號；相應(yīng)地在距全向發(fā)射天線視距20M的同一位置分別用PHS場強(qiáng)測試儀（LF35C），WCDMA導(dǎo)頻場強(qiáng)測試儀（諾恩導(dǎo)