分贝“衍生单位”的含义及其规范表示方法(2)

　　2.1 功率电平

　　我们知道，测量海拔高低的基准点是位于青岛的黄海水准点，测量温度高低的基准点是水的三相点（水、冰、汽三相平衡共存时的热力学温度），测量电信号（如功率、电压、电流）的基准点就是前面提到的人为选择的特定基准，我们暂且把这个基准叫做“零电平”。这个特定的功率基准就是取1毫瓦（mW）功率作为基准值。要特别强调的是：这1 mW基准值是在600 Ω的纯电阻上耗散1 mW功率，此时电阻上的电压有效值为0.775 V，所流过的电流为1.291 mA。取作基准值的1 mW、0.707 V、1.291 mA分别称为零电平功率、零电平电压和零电平电流（我们国家不采用电流电平测量基准）。

　　利用功率关系所确定的电平可以称为功率电平（需要计量的功率值与功率为1mW的零电平功率比较），数学表达式是：

　　PmW=10lg（P/1） dBm

　　式中PmW代表功率电平；P代表需要计量的绝对功率值，单位为mW；零电平功率为1 mW。dBm表示以1 mW为基准的功率电平的分贝值。

　　【例1】对于40 W的功率，用dBm单位表示的话，应为10 lg（40 W/1 mW）=10 lg 40000≈46 dBm。

　　不同的绝对功率值所对应的以1 mW为基准的功率电平值如表1所示。可以看出，从10-9W到106W纵贯15个量级，如此宏大的数值范围使用对数表达却只涉及-90到+90的数域，而同时又具有10-9量级的精细分辨率。这就是前文所述的对数计数法的精妙之处。

　　如果定义以1W为基准零电平功率，则需要计量的功率值是：

　　PW=10 lg （P/1） dBW

　　在通信技术领域，dBi和dBd是常见的天线功率增益的单位，两者都是相对值，但参考基准不一样。dBi的参考基准为全向天线（isotropic antenna）；dBd的参考基准为偶极子天线（dipole antenna）。dBi和dBd也可以表示同一个增益值，只不过用dBi表示的值比用dBd表示的值要大2.15。

　　【例2】对于一副增益为16 dBd的天线，其增益折算成单位为dBi时，则为18.15 dBi（一般忽略小数位，为18 dBi）。

　　在通信技术文献中还常会看到符号dBc，它也是一个表示功率相对值的单位，与dB的计算方法完全一样。一般来说，dBc是相对于载波（carrier）功率而言的，在许多情况下，用来度量与载波功率的相对值，比如用来度量干扰（同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等）以及耦合、杂散等的相对量值。在采用dBc的地方，原则上可以直接使用dB替代。

　　2.2 电压电平

　　根据P=U2/R，当R1=R2时，则

　　GU=10 lg（U1/U2）2=20 lg（U1/U2） dB

　　如果定义以1 V作为基准零电平，则需要测量的电压值为：

　　UV=20 lg（V/1） dBV

　　在电磁兼容测量中，常以μV作为基准电平，即1μV—→0 dBμV；100 μV—→40 dBμV；1 mV—→60 dBμV；1 V—→120 dBμV。

　　2.3 电流电平

　　同样地，根据P=I2R，当R1=R2时，则

　　β=10 lg（I1/I2）2=20 lg（I1/I2） dB

　　若以1 μA作为基准零电平来表示电流值，则

　　IμA=20 lg（I/1） dBμA

　　2.4 电场强度（dBμV/m）

　　定义以1 μV/m为基准来表示电场强度值，则1 μv/m—→0 dBμV/m；1 V/m—→120 dBμV/m；3 V/m—→130 dBμV/m……

　　2.5 功率密度（dBmW/m2）

　　若以每平方米通过1 mW功率为基准来表示功率密度，则可以用下式进行计算，亦可查表得到结果。

　　ρ=10 lg（P/S）dBmW/m2

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