100分钟看懂dB、dBm、dBw的区别

来源:中科院半导体所发布时间:2022-01-1277浏览

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来源：中兴文档作者：中兴文档

dB应该是无线通信中最基本、最习以为常的一个概念了。我们常说“传播损耗是xx dB”、“发射功率是xx dBm”、“天线增益是xx dBi”……
有时，这些长得很像的dBx们可能被弄混，甚至造成计算失误。它们究竟有什么区别呢？

这事不得不先从dB说起。而说到dB，最常见的就是3 dB啦！3 dB在功率图或误码率图中经常出现。其实，没什么神秘的，下降3 dB就是指功率下降一半，3 dB点指的就是半功率点。

+3 dB表示增大为两倍，-3 dB表示下降为1/2。这是怎么来的呢？其实很简单，让我们一起看下dB的计算公式：

dB表示功率P1相对于参考功率P0的大小关系。如果P1是P0的2倍，那么：

如果P1是P0的一半，那么：

关于对数的基本概念及运算性质，大家可以自行回顾下高一数学。。。

对数函数是以幂（真数）为自变量，指数为因变量，底数为常量的函数。对数函数是6类基本初等函数之一。其中对数的定义：

如果ax =N（a>0，且a≠1），那么数x叫做以a为底N的对数，记作x=logaN，读作以a为底N的对数，其中a叫做对数的底数，N叫做真数。

一般地，函数y=logaX（a>0，且a≠1）叫做对数函数，也就是说以幂（真数）为自变量，指数为因变量，底数为常量的函数，叫对数函数。

其中x是自变量，函数的定义域是（0，+∞），即x>0。它实际上就是指数函数的反函数，可表示为x=ay。因此指数函数里对于a的规定，同样适用于对数函数。

“log”是拉丁文logarithm（对数）的缩写。

现在出道题来检验下你的理解程度：【问】功率增大为10倍，用？dB表示

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这里请大家记住一个口诀。记住了这个口诀，你基本就可以横着走路了。

+3 dB，表示功率增加为2倍；+10 dB，表示功率增加为10倍。-3 dB，表示功率减小为1/2；-10 dB，表示功率减小为1/10。可见dB是个相对值，它的使命就是把一个很大或者很小的数，用一个简短的形式表达出来。

这可以极大的方便我们计算和描述。尤其是绘制表格的时候，大家可以自行脑补下，没换算成dB前，这么多的0，坐标轴得拉到外太空了吧。。。

理解了dB，你只能横着走，理解了dB家族的其它成员，你就可以躺赢了。

我们还是从最常用的dBm、dBw来说。 dBm、dBw就是把dB公式中的参考功率P0分别换成1 mW、1 W：

1 mW、1 W都是确定的值，因此dBm、dBw都可以表示功率的绝对值。
直接上个功率换算表供大家参考。

watt

dBm

dBw

0.1 pW-100 dBm-130 dBW1 pW-90 dBm-120 dBW10 pW-80 dBm-110 dBW100 pW-70 dBm-100 dBW1 nW-60 dBm-90 dBW10 nW-50 dBm-80 dBW100 nW-40 dBm-70 dBW1 μW-30 dBm-60 dBW10 μW-20 dBm-50 dBW100 μW-10 dBm-40 dBW794 μW-1 dBm-31 dBW1.000 mW0 dBm-30 dBW1.259 mW1 dBm-29 dBW10 mW10 dBm-20 dBW100 mW20 dBm-10 dBW1 W30 dBm0 dBW10 W40 dBm10 dBW100 W50 dBm20 dBW1 kW60 dBm30 dBW10 kW70 dBm40 dBW100 kW80 dBm50 dBW1 MW90 dBm60 dBW10 MW100 dBm70 dBW 这里，我们要记住：1 W = 30 dBm。
简化口诀是“30是基准，等于1 W整”。
记住了这条，再结合前面的“加3乘2，加10乘10；减3除2，减10除10”，你就可以进行很多口算了。

赶紧出道题来检验下。【问】44 dBm=？W

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你算对了吗？这里我们需要注意，等式右侧除了30 dBm，其余的拆分项都要用dB表示。也就是说，用一个dBx减另一个dBx时，得到的结果用dB表示。
[例] 如果A的功率为46 dBm，B的功率为40 dBm，可以说A比B大6 dB。[例] 如果A天线为12 dBd，B天线为14 dBd，可以说A比B小2 dB。

例如，46 dB表示P1为P0的4万倍，46 dBm则表示P1的值为40 W。符号中仅仅差了一个m，代表的含义可完全不同。

dB家族中常见的还有dBi、dBd、dBc。它们的计算方法与dB的计算方法完全一样，表示的还是功率的相对值。

不同的是，它们的参考基准不同，即分母上的参考功率P0所代表的含义不同。

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。这个差值是两种天线的不同方向性导致的，这里咱们就不展开说了。

此外，dB家族不仅可以表示功率的增益和损耗，还可以表示电压、电流、音频等，大家要具体场景具体应用。
需要注意的是，对于功率的增益，我们用10lg（PoPi），对于电压和电流的增益，要用20lg（VoVi）、20lg（IoIi）。

多的这个2倍是怎么来的呢？
这个2来源于电功率转换公式的平方上。对数里面的n次方，计算后对应的就是n倍啦。

关于功率和电压、电流的转换关系，大家可以自行温习下初中物理。。。  最后，小编整理了一些主要的dB家庭成员，供大家参考。相对值：符号
全称
参考基准
dBdecibel-dBcdecibel carrier载波功率dBddecibe dipole偶极子功率密度dBidecibel isotropic全向天线功率密度dBFSdecibel full scale满刻度的量值dBrndecibel reference noise 基准噪声  绝对值：符号
全称
参考基准
dBmdecibel milliwatt1mWdBWdecibel watt1WdBμVdecibel microvolt1μVRMSdBmVdecibel millivolt1mVRMSdBVdecibel volt1VRMSdBudecibel unloaded0.775VRMSdBμAdecibel microampere1μAdBmAdecibel milliampere1mAdBohmdecibel ohms1ΩdBHzdecibel hertz1HzdBSPLdecibel sound pressure level20μPa  最最后，我们再来出两道题检验下大家的成果。 1. 30 dBm的功率是（）A. 1 WB. 10 WC. 1 mWD. 10 mW

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「A」

这个是送分题啊~记住口诀：30是基准，等于1 W整。

2. 假定小区输出总功率为46 dBm，在2天线时，单天线功率是（）A. 46 dBmB. 43 dBmC. 23 dBmD. 40 dBm

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「B」

记住口诀“减3除2”，两个天线是46 dBm，单天线就是功率减少一半，就是减3 dB哦：46 dBm -3 dB=43 dBm。

或者，你也可以先计算出46 dBm对应40W，那么单天线功率是20W，即10lg（20W/1mW）=43 dBm。

好了，以上就是今天文章的全部内容。

编辑：Lemon