天線增益(dB)與dBi/dBd/dBc的區(qū)別

貝爾(B)

貝爾(B)最初是用于表示音量功率10與1的比值，亞歷山大.格拉漢姆.貝爾的名字命名。1B表示功率比10:1，因此，這是一種對(duì)數(shù)的關(guān)系，底數(shù)為10，100:1=2B，1000:1=3B。數(shù)學(xué)關(guān)系式如下，其中P2/P1表示功率比。

lg(P2/P1)

分貝(dB)

5B就有10萬倍了，可以看出貝爾是一個(gè)較大的單位，使用時(shí)很不方便。通常使用較小的單位，也是我們常見的：分貝(dB)，d表示“十分之一(deci-)”，1B=10dB，2B=20dB，計(jì)算方法如下：

10*lg(P2/P1)

在聲學(xué)領(lǐng)域，分貝是指聲源與基準(zhǔn)聲功率比值的對(duì)數(shù)乘以10，用來表示聲音的強(qiáng)度，例如1分貝是剛能聽到的聲音，正常交談的聲音則有60分貝，而超過110分貝就可能導(dǎo)致我們的聽力永久性損傷。

除了聲學(xué)領(lǐng)域，分貝已廣泛應(yīng)用于無線電、電工、力學(xué)等眾多領(lǐng)域。

貝爾和分貝都不是指功率本身，而是指兩個(gè)功率值的比值。如果需要表示一個(gè)固定的功率值，則需要一個(gè)功率作為基準(zhǔn)，然后以分貝表示絕對(duì)功率電平。最常用的功率基準(zhǔn)是mW和W。

dBm表示相對(duì)于基準(zhǔn)功率1毫瓦(mW)的功率分貝值。相互的換算公式如下：

1W=1000mW=30dBm=0dBW

更一般的對(duì)數(shù)關(guān)系

在雷達(dá)通信電子戰(zhàn)領(lǐng)域，你會(huì)經(jīng)?？吹交蚵牭竭@些詞，例如天線增益、放大器增益、線纜衰減、傳播損耗等等，那么它們有啥聯(lián)系與區(qū)別呢？

增益與衰減(dB)

先看大器增益或線纜衰減，這是大家一看就知道其所表示的是一個(gè)功率比，用輸出的功率比輸入的功率，如果大于1就是正的dB值，也就是放大了；如果小于1就是負(fù)的dB值，也就是說衰減了或者說是損耗了，很好理解。

天線增益(dB)與dBi/dBd/dBc

通常所說的天線發(fā)射或接收信號(hào)的能力是用參照全向天線的分貝數(shù)(dBi)來表示的。比如說天線增益有10dBi不是說這副天線能把信號(hào)的功率放大10倍，而是意味著通過控制信號(hào)發(fā)射的角度，將功率集中到一定的方向上。

在輸入功率相等的情況下，天線增益是指實(shí)際天線和全向天線在空間同一點(diǎn)處的功率密度之比，描述的是天線將功率集中輻射的程度，因此與天線方向圖密切相關(guān)。一般來說，天線方向圖主瓣越窄、副瓣越小，則增益越高。

在談到天線增益的時(shí)候，會(huì)有方向性增益和功率增益的區(qū)分，它們是通過輻射效率相互聯(lián)系的，方向性增益總是大于功率增益的，并與天線波束寬度有密切關(guān)系。

天線方向圖可以看出在空間不同方向有大小不同的增益，我們常說的“天線增益”通常是指產(chǎn)生最大增益方向上的增益，單位為dBi或者dBd。這二個(gè)單位的參考基準(zhǔn)不同，前者是以各向同性天線(isotropic antenna)為基準(zhǔn)，后者是以偶極子天線(dipole antenna)為基準(zhǔn)。偶極子天線的增益：

0dBd=2.15dBi

我們常說的天線“3dB波束寬度”是指天線增益下降到視軸增益一半，也就是相比于最大增益衰減了3dB時(shí)兩個(gè)增益值之間的夾角。

dBc

有時(shí)候我們也會(huì)看到dBc的單位，一般這是相對(duì)于載波功率來說的，用以度量和載波功率的相對(duì)值，例如同頻/互調(diào)/交條/帶外干擾或雜散等相對(duì)量值。

計(jì)算舉例：

在一定的距離上的某點(diǎn)處產(chǎn)生一定大小的信號(hào)，用理想的全向天線，假設(shè)需要100W的輸入功率，而如果改用增益為G=20dBi的某定向天線作為發(fā)射天線，輸入功率只需100/1020/10=1W。

如果你經(jīng)常聽到有人說天線增益是多少多少dB，其實(shí)這是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模ǔＤJ(rèn)的是dBi。但是要知道，這和說放大器增益多少多少dB完全是不同的概念。

由于dB表示的數(shù)字是對(duì)數(shù)的，則將現(xiàn)有形式的方程式改用dB形式的方程將較為方便，常見的例子例如無線電傳播中的擴(kuò)展損耗方程，用dB形式表示就極為方便。

10lg(.)與20lg(.)

分貝的對(duì)數(shù)特征使表示功率和功率比都非常方便。我們知道功率是與電壓或電流的平方成正比，因此電壓或電流在換算時(shí)則需要用20lg(.)，例如：

1mV=1000uV=(20*lg(1000))dBuV=60dBuV

但是，需要注意這是用分貝數(shù)表示的電壓絕對(duì)值，但如果是電壓比用dB表示和功率比用dB表示是一致的，都表示比值。

常用換算值：10lg(.)