Що таке dBm, dB, dBi і RSSI: як читати рівень радіосигналу

Що таке dBm, dB, dBi і RSSI: як читати рівень радіосигналу

Що таке dBm і чим він відрізняється від dB та dBi? Ці одиниці трапляються в характеристиках роутерів, передавачів і модулів, а в налаштуваннях з’являється RSSI зі знаком мінус. Пояснюємо простими словами, що означають ці одиниці і як їх перераховувати.

Що таке dBm: радіовежа з антенами
Фото: Unsplash

Що таке dB і чим він відрізняється від dBm

Децибел (dB) показує, у скільки разів одна потужність більша за іншу, у логарифмічному масштабі:

  • +3 dB — потужність удвічі більша;
  • +10 dB — у 10 разів більша;
  • −3 dB — удвічі менша;
  • −10 dB — у 10 разів менша.

Тому підсилення антени, втрати в кабелі чи атенюатор пишуть у dB: це множники, які просто додаються. Наприклад, передавач +20 dBm, кабель −3 dB, антена +5 dBi дають +22 dBm в ефірі в головному напрямку.

Що таке dBm: потужність відносно 1 мВт

dBm — це вже абсолютна потужність: 0 dBm дорівнює 1 мВт. Формула: P(dBm) = 10 · lg(P / 1 мВт). Зворотно: P(мВт) = 10^(dBm/10).

dBmПотужністьПриклад
+301 ВтПотужний передавач
+270,5 ВтВідеопередавач 500 мВт
+20100 мВтWi‑Fi роутер
+1425 мВтLoRa-модуль, малопотужний передавач
01 мВтОпорний рівень
−301 мкВтДуже сильний прийом поруч з передавачем
−700,1 нВтНормальний прийом Wi‑Fi
−901 пВтМежа прийому для багатьох приймачів
−1201 фВтСигнал, який ще приймає LoRa на низькій швидкості

Різниця між сильним і слабким сигналом — у мільярди разів, тому без логарифмічної шкали тут не обійтися.

dBi і dBd — підсилення антени

dBi — підсилення антени відносно ідеальної ізотропної антени, яка випромінює однаково в усі боки. dBd — відносно напівхвильового диполя. Вони пов’язані так: dBi = dBd + 2,15. Антена не створює енергію, вона лише фокусує її в певному напрямку: що більше dBi, то вужча діаграма спрямованості.

RSSI: чому він з мінусом

RSSI (Received Signal Strength Indicator) — рівень прийнятого сигналу. Зазвичай його показують у dBm, а прийнята потужність набагато менша за 1 мВт, тому значення від’ємні. Чим ближче до нуля, тим краще.

RSSIЯкість (орієнтовно для Wi‑Fi)
−30…−50 dBmВідмінно
−50…−67 dBmДобре, вистачає для відео й дзвінків
−67…−80 dBmСлабко, можливі обриви
нижче −80…−90 dBmЗв’язок на межі

Важливо дивитися не лише на RSSI, а й на SNR — відношення сигнал/шум у dB. Сигнал −80 dBm у тихому ефірі може працювати краще, ніж −65 dBm на тлі сильних завад.

Що таке dBm на практиці: бюджет лінії і дальність

Дальність визначає бюджет лінії: потужність передавача + підсилення антен − втрати в кабелях − втрати на трасі має бути більше за чутливість приймача із запасом. Втрати на трасі залежать від частоти, відстані й рельєфу: перешкоди в зоні Френеля додають десятки dB. Усе це враховує наш калькулятор радіозв’язку з рельєфом.

Втрати в кабелі легко недооцінити: тонкий кабель кілька метрів завдовжки на 2,4 ГГц «з’їдає» половину потужності й більше. Таблиці є в статті про коаксіальний кабель і затухання. Погано узгоджена антена теж втрачає частину потужності, див. КСВ антени.

Чим вимірюють

Проєктуєте RF-плату? Про те, як розвести її в Altium Designer і підготувати до виробництва, читайте тут.

Довідка англійською: dBm у Вікіпедії і RSSI у Вікіпедії.

Читайте також

Related Posts

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься.