提要:在通信工程应用中,dBm和dBuv都可作为信号强度单位。 从PHS接收机等效电路中可知输入阻抗ZL上收到的功率(dBm): PL= VL2 / ZL = Vi2 ZL / (Zi + ZL ) 2 当射频阻抗匹配,即ZL= Zi = 50Ω时,ZL收到功率PL最大。 设Vi = 0 dBuv (即1uv), ZL= Zi = 50Ω时,接收机输入阻抗ZL上接收功率: PL= 10 lg [(Vi2 ZL ) / (Zi + ZL ) 2]=10 lg ( Vi2 / 4 ZL) 以mw为单位代入上式,则PL= 10 lg (5×10-15w)=10 lg (5×10-12mw) = -113 dBm 注意:PL= -113 dBm推导是在Vi = 0 dBuv即Vi=1uv条件下,ZL接收功率的dBm值。 一般情况下(Vi = x dBuv),ZL接收功率以dBm为单位表达式: P(dBm)= -113 dBm + Vi(dBuv)……………………………………………(3) 二、107算法 以PHS发射机等效电路分析107算法,图2中: VL :发射机输出电压 ZL:发射机输出阻抗 Vo:发射机信号源电压 Zo:发射机信号源内阻抗 从PHS发射机等效电路中可知输出阻抗ZL上发射功率(dBm): PL= VL2 / ZL = Vi2 ZL / (Zi + ZL ) 2 当射频阻抗匹配,Zo = ZL = 50Ω时,发射机输出阻抗ZL发射功率最大。 设 VL =0 dBuv(此时Vo=2uv) , Zo = ZL = 50Ω时,发射机在ZL上发射功率: PL=10 lg (VL2/ ZL) = 10 lg [(Vo2ZL) / (Zo+ ZL )2] 以mw为单位代入上式,PL= 10 lg(10-12 / 50w)=10 lg(2×10-11mw) = -107 (dBm) 注意:发射机输出功率PL = -107 dBm推导是在VL =0 dBuv=1uv(Vo=2uv)条件下,ZL发射功率的dBm值。 三、 结论 综上113、107两种换算法的推导分析,我们在进行dBm与dBuv之间转换时: 1、对于接收信号强度 (1)当测量电压为接收机输入阻抗上电压,换算该输入阻抗上功率应采用107算法,即接收机输入阻抗上的功率P=-107dBm + V(dBuv), 式中V(dBuv)为接收机输入阻抗上的电压VL 。 (2)当测量电压为收电磁感应电压Vi ,换算接收机输入阻抗ZL上的功率,应采用113算法,即接收机输入阻抗上的功率P=-113dBm + V(dBuv) ,式中V(dBuv)为接收电磁感应电压Vi 。 2、对于发射信号强度 (1)当测量电压为发射机输出阻抗上的电压,换算该输出阻抗上功率应采用107算法。即发射机输出阻抗上的功率为P=-107dBm + V(dBuv) ,式中V(dBuv)为发射机输出阻抗上的电压VL 。 (2)当测量电压为发射机信号源电压Vo,换算发射机输出阻抗ZL上的功率,应采用113算法,即发射机输出阻抗上的功率P=-113dBm + V(dBuv) ,式中V(dBuv)为发射机信号源电压Vo 。 因而区别图1、图2收、发等效电路中ZL上的功率与电压换算分2种情况: A .测量电压是Vi或Vo,则ZL的dBm和dBuv换算采用113法。 B .测量电压是VL,则ZL的dBm和dBuv换算采用107法。 思考题: 某室内PHS和WCDMA信号模测结果对比分析:发射天线用同一副频率为1710-2500MHz,增益3dBi,高度固定为3M的全向天线;在发射天线 端口分别加入-3dBm的PHS与WCDMA信号;相应地在距全向发射天线视距20M的同一位置分别用PHS场强测试仪(LF35C),WCDMA导频场 强测试仪(诺恩导频仪)测得PHS信号强度43dBuv,WCDMA信号强度-65dBm; |
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