一文讲懂dB、dBm、dBd、dBc之间的关系
dB应该是无线通信中最根本，最常用的一个概念了。工作中总是说“传播损耗是xx dB”、“发射功率是xx dBm”、“天线增益是xx dBi”……但是这些dBx很容易被弄混，甚至造成计算失误。本日我们来看一下，它们究竟有什么区别呢？https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/595258ac5fec1773c9de3d108ba86ff5.png
一． 什么是dB
这事儿咱们还得从dB提及。首先明白一点，dB是一个功率增益的单元，表示一个相对值，dBm是一个功率的单元，表示一个绝对值。有了这两个概念的对比我们再来熟悉dB。https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/97c5b03417782adacfd15b777c14f7ef.png
我们在电子工程领域中，经常会看到dB这个参数，如LDO的电压抑制比是55dB，麦克风的最大声压级为125dB……电源抑制比(PSRR)的底子知识https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/4481a3923b774d3ded31221529b53b53.png
先来看看汗青由来：
dB展开应写为decibel，其中“deci-”为十分之一，而“bel”则是电话发明人贝尔的名字。在上个世纪，通信工程师们发现电话线越长，衰减量越大，比如电线出来的某个距离位置，信号衰减就变成了差不多原来的十万分之一以下，这时候在交流这一个现象的时候就得形貌到“信号衰减为原来的1/100000”，这个“1/100000”在誊写、计算的过程中数值比较多，遇到百万分之一，万万分之一的时候交流起来就更加不方便了，因此通信工程师接纳了数学上的“对数”来对该数值进行“包装”，包装后的数值能更加简洁且还能还原到原来的实际数值。的民俗民俗成为国内独树一帜的旅游胜地。https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/cda8c8b64be0b3dc0eda9fb11ccf3698.png
注意：如上的计算是针对功率而言，即：deciBel=10log10；https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/055823210b1657645939baa427eb15ca.png
而说到dB，最常见的就是3dB了
为什么3dB是半功率点
我们经常听到，+3dB表示增大为两倍，-3dB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：https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/d5a1a97b9b35a555868894b7119e2eb8.png
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：https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/804d224331a8e7a87b518af07ad50670.png
如果P1是P0的一半，那么：https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/e5554dc82de3dc43fb65385ff08d0a32.png
使用计算器可以计算得出：（lg2 = 0.30102）（lg0.5 = -0.30102）
这里我们可以发现一个很巧妙的地方，用±3dB可以用来表示增大或衰减2倍，这里面得益于log函数的曲线特性，这种特性得以让x与1/x可以得到一个+y与-y，由此映射到dB上会呈现出对称性的±dB为增大或缩减倍数。https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/c3e442ead12970b98eb5ae9034a47e94.jpeg
以是电子领域常用3dB，没什么神秘的，下降3dB就是指功率下降一半，3 dB点指的就是半功率点。https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/de1dc37e804d11b0f93c31b322748629.png
这里我们想到了别的一个关于3dB的知识点，在放大电路中，通频带用于衡量放大电路对差别频率信号的放大能力，这个通频带，我们也会界说为-3dB的带宽，这里的3dB是怎么界说的呢？https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/611f3f62e74e572441ad060dd95e2fbd.png
在通频带中的界说3dB有所差别，这里是0.707倍，我们来看一下这是怎么界说的。
对于带宽我们可以粗暴的明白为：体系的有效响应频率范围小于-3dB时的频点。简单来说，比如一个体系-3dB的带宽是1Khz，那么只要体系输入信号小于1Khz，体系都能正常输出；对于全部超过1Khz的输入信号，会被很大程度地衰减，体系的输出接近为0。电压增益的计算公式是：https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/701f826c5bb5a3c5cf9b19514d2c54ec.png
G为增益，A是电压放大倍数（注意：是电压放大倍数），Vo为输出电压，Vi为输入电压。G=-3dB时，A=0.707，换句话说，我们把体系放大倍数降低到0.707时的频点，界说为体系的带宽，如下图所示。https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/f256f4c6c68c138dce0fa4dedf1a09cd.png可能会有人想，为什么一定要根据-3dB来搞一个0.707，而不把放大倍数降低为50%作为体系带宽？放大倍数低于50%的信号被抑制，放大倍数高于50%的信号可以正常通过体系，以50%作为分水岭（阈值）看起来更合理。https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/e0284d4c98b6efe21e51e7f7d3337caf.png这是因为我们看体系的带宽也要从功率（能量）的角度来看待的，上面体系增益的求解公式可改写为下面的公式：https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/d5943630fa8cf2c799a13c99f683b284.png
Po是输出功率，Pi是输入功率，Ap是功率放大倍数（注意：是功率放大倍数），当体系增益G=-3dB时，功率放大倍数Ap刚好即是50%。我们是从功率的角度，以50%作为分水岭，来区分通带和阻带，界说体系带宽的。
可以熟记以下几个典型的dB值
1.典型值：10dB，
+10dB表示功率增大为10倍，-10dB表示功率减小为1/10倍，公式推导为：10lg(10) = 10dB；10lg(1/10) = -10dBhttps://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/010bad77505e49791396c1e12aa847b0.png
2.典型值：0dB，
表示输出与输入信号一样大；
3.典型值：30dBm；
30dBm --> 10lg1000 -->1W -->0dBW
4.典型值：0dBm；
0dBm -->10lg1 --> 1mW --> -30dBW
这里请各人记着一个口诀。记着了这个口诀，你根本就可以横着走路了。
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+3dB， 表示功率增长为2倍； -3dB，表示功率减小为1/2。
+10dB，表示功率增长为10倍；-10dB，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，用一个简短的情势表达出来。
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这可以极大地方便我们计算和形貌。
二． dB的大哥 dBm和dBw
明白了dB，你只能横着走，明白了dB家族的其它成员，你就可以躺赢了。
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这里我们还是从最常用的dBm、dBw来说说吧！还记得我们前面提到的，dB是相对值，dBm和dBw是绝对值，之以是绝对，就是它相对的是一个固定值。
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dBm、dBw就是把dB公式中的参考功率P0分别变更成了参考1 mW、1 W：
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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各人参考：https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/e19c0436d29e55a3d93c5c4fc9ce63cc.png
这里，我们要记着：1 W = 30 dBm。
简化口诀是“30是基准，即是1 W整”。记着了这条，再团结前面的“加3乘2，加10乘10；减3除2，减10除10”，你就可以进行许多口算了。
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OK，有了秘笈，我们马上练习一招半式。
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注意上面的算式中，如果是44dB表示P1为P0的2.5万倍，46 dBm则表示P1的值为25W。符号中仅仅差了一个m，代表的含义可完全差别。
三． dB，你们家另有谁？
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dB家族中常见的另有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。
差别的是，它们的参考基准差别，即分母上的参考功率P0所代表的含义差别。
关于dBi，dBd，dBc，dBFs
dBi = Decibels Isotropic
dBd = Decibels Dipole
dBc = Decibels Carrierd
BFS = Decibels Relative to Full-Scale
dBi和dBd都是标识功率增益的相对值，但dBi的参考基准为全方向性天线(isotropic antenna)，而dBd的参考基准为偶极子天线(dipole antenna)，一般以为，表示同一个增益时，用dBi表示出来比用dBd表示出来的要大2.15；
关于天线增益dBi及其考量
dBc表示载波功率相对值，可以度量干扰（同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰）以及耦合、杂散等信号相对量值，在接纳dBc的场景，原则上也可以用dB替换；
dBFS中，FS是满调幅的意思，dBFS通常用于数字格式中的信号度量，最大的数字就是0，代表全部的二进制比特位都是1，因此dBFS原则上只会是负的。
别的，dB家族不但可以表示功率的增益和损耗，还可以表示电压、电流、音频等，各人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（Po/Pi），对于电压和电流的增益，要用20lg（Vo/Vi）、20lg（Io/Ii）。
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多的这个2倍其实就是功率的物理公式，P= UI = I2R = U2/R
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四． 需要注意的几点概念
1、dBm和dBm之间只有加减
一般来讲，在工程中，dB和dB之间只有加减，没有乘除。而用得最多的是减法：dBm减dBm 实际上是两个功率相除，信号功率和噪声功率相除就是信噪比（SNR）。
2、dB是功率增益的单元，不是功率的单元。
dB，表示一个相对值。当计算A的功率相比于B大或小多少个dB时，可按公式10 lg A/B计算。例如：A功率比B功率大一倍，那么10 lg A/B = 10 lg 2 = 3dB。也就是说，A的功率比B的功率大3dB；如果A的功率为46dBm，B的功率为40dBm，则可以说，A比B大6dB；如果A天线为12dBd，B天线为14dBd，可以说A比B小2dB。
3、dBm是一个功率的单元
dBm是一个考征功率绝对值的值，计算公式为：10lg（功率值/1mw）。如果发射功率P为1mw，折算为dBm后为0dBm。对于40W的功率，按dBm单元进行折算后的值应为：10lg（40W/1mw)=10lg（40000）=10lg（410^4）=40+10lg4=46dBm。
4、dBi 和dBd
谈到天线，总避不开“增益”这个词，其实这也是一个比率，是用输出的功率比输入的功率，如果大于1就是正的dB值，也就是放大了；如果小于1就是负的dB值，也就是说衰减了或者说是损耗了。
通常所说的天线发射或接收信号的能力是用参照全向天线的分贝数来表示的，比如说天线增益有10dBi(10lg(10))不是说这副天线能把信号的功率放大10倍，而是通过控制信号发射的角度，将功率会集到一定的方向上。
→ 在输入功率相等的情况下，天线增益是指实际天线和全向天线在空间同一点处的功率密度之比，形貌的是天线将功率会集辐射的程度，因此与天线方向图密切相关。一般来说天线方向图主瓣越窄、副瓣越小，则增益越高。
→ 天线增益通常是指产生最大增益方向上的增益，单元为dBi或者dBd。这二个单元的参考基准差别，前者是以全方向性天线为基准，后者是以偶极子天线为基准。
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,以是两者略有差别。一般以为，表示同一个增益，用dBi表示出来比用dBd表示出来要大2. 15倍。
对于一面增益为16dBd的天线，其增益折算成单元为dBi时，则为18.15dBi （一般忽略小数位，为18dBi）。
0dBd=2.15dBi。
GSM900天线增益可以为13dBd（15dBi），GSM1800天线增益可以为15dBd（17dBi)。
5、dBuV
根据功率与电平之间的根本公式V^2=PR，可dBuV=90+dBm+10log®,R为电阻值。在PHS体系中正确应该是dBm=dBuv-107，因为其天线馈阻抗为50欧。
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