天线增益(dB)与dBi/dBd/dBc的区别

贝尔(B)

贝尔(B)最初是用于表示音量功率10与1的比值，亚历山大.格拉汉姆.贝尔的名字命名。1B表示功率比10:1，因此，这是一种对数的关系，底数为10，100:1=2B，1000:1=3B。数学关系式如下，其中P2/P1表示功率比。

lg(P2/P1)

分贝(dB)

5B就有10万倍了，可以看出贝尔是一个较大的单位，使用时很不方便。通常使用较小的单位，也是我们常见的：分贝(dB)，d表示“十分之一(deci-)”，1B=10dB，2B=20dB，计算方法如下：

10*lg(P2/P1)

在声学领域，分贝是指声源与基准声功率比值的对数乘以10，用来表示声音的强度，例如1分贝是刚能听到的声音，正常交谈的声音则有60分贝，而超过110分贝就可能导致我们的听力永久性损伤。

除了声学领域，分贝已广泛应用于无线电、电工、力学等众多领域。

贝尔和分贝都不是指功率本身，而是指两个功率值的比值。如果需要表示一个固定的功率值，则需要一个功率作为基准，然后以分贝表示绝对功率电平。最常用的功率基准是mW和W。

dBm表示相对于基准功率1毫瓦(mW)的功率分贝值。相互的换算公式如下：

1W=1000mW=30dBm=0dBW

更一般的对数关系

在雷达通信电子战领域，你会经常看到或听到这些词，例如天线增益、放大器增益、线缆衰减、传播损耗等等，那么它们有啥联系与区别呢？

增益与衰减(dB)

先看大器增益或线缆衰减，这是大家一看就知道其所表示的是一个功率比，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，很好理解。

天线增益(dB)与dBi/dBd/dBc

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(dBi)来表示的。比如说天线增益有10dBi不是说这副天线能把信号的功率放大10倍，而是意味着通过控制信号发射的角度，将功率集中到一定的方向上。

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，描述的是天线将功率集中辐射的程度，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。

在谈到天线增益的时候，会有方向性增益和功率增益的区分，它们是通过辐射效率相互联系的，方向性增益总是大于功率增益的，并与天线波束宽度有密切关系。

天线方向图可以看出在空间不同方向有大小不同的增益，我们常说的“天线增益”通常是指产生最大增益方向上的增益，单位为dBi或者dBd。这二个单位的参考基准不同，前者是以各向同性天线(isotropic antenna)为基准，后者是以偶极子天线(dipole antenna)为基准。偶极子天线的增益：

0dBd=2.15dBi

我们常说的天线“3dB波束宽度”是指天线增益下降到视轴增益一半，也就是相比于最大增益衰减了3dB时两个增益值之间的夹角。

dBc

有时候我们也会看到dBc的单位，一般这是相对于载波功率来说的，用以度量和载波功率的相对值，例如同频/互调/交条/带外干扰或杂散等相对量值。

计算举例：

在一定的距离上的某点处产生一定大小的信号，用理想的全向天线，假设需要100W的输入功率，而如果改用增益为G=20dBi的某定向天线作为发射天线，输入功率只需100/1020/10=1W。

如果你经常听到有人说天线增益是多少多少dB，其实这是不严谨的，通常默认的是dBi。但是要知道，这和说放大器增益多少多少dB完全是不同的概念。

由于dB表示的数字是对数的，则将现有形式的方程式改用dB形式的方程将较为方便，常见的例子例如无线电传播中的扩展损耗方程，用dB形式表示就极为方便。

10lg(.)与20lg(.)

分贝的对数特征使表示功率和功率比都非常方便。我们知道功率是与电压或电流的平方成正比，因此电压或电流在换算时则需要用20lg(.)，例如：

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

但是，需要注意这是用分贝数表示的电压绝对值，但如果是电压比用dB表示和功率比用dB表示是一致的，都表示比值。

常用换算值：10lg(.)

比值	dB
1	0
2	3
3	4.77
5	7
7	8.45
10	10

　　

      审核编辑：彭静