[스크랩] 무선분야에 대한 0dBm의 정의 및 환산공식

dBm의 정의 : 부하에 1mW 전력을 공급할 때를 기준으로 한 전력이득 값
1mW의 전력을 공급하기 위한 회로는 아래와 같으며, 부하저항에 최대전력을 공급하기 위하여 배터리의 내부저항은 부하저항과 동일하여야 한다.

유선통신에서 정의한 절대레벨 : 특정값의 전력을 기준으로 전송계의 각 점에서와 신호전력의 값을 표시한 것으로 600Ω(구리케이블의 특성임피던스)인 회로에 전류 1.291mA가 흐르고 600옴 부하양단에 전압 0.775V가 걸리면 전기회로의 전력은 1mW가 되어서 0레벨이 된다. 이때의 단위는 dBm이다.
위에서 정의한 유선통신의 0dBm을 회로로 나타내면 아래와 같다.

무선통신과 유선통신의 부하(특성)임피던스는 서로 상이하며, 유선통신에서는 600Ω을 사용하며, 무선통신에서는 50Ω을 사용하는데, 이는 무선통신에 사용하는 송수신기 특성 임피던스가 50Ω이기 때문이다.
따라서 위에서 정의한 무선통신에서의 0dBm을 회로도로 나타내면 다음과 같다.

위의 회로도에서 부하임피던스는 50Ω이므로 이 부하에 최대전력을 공급하기 위하여 부하저항과 배터리 내부저항이 같아야 되므로 배터리 내부저항도 50Ω이 된다.
50Ω의 저항양단에 걸리는 전력이 1mW이므로 50Ω양단에 걸리는 전압을 계산하면 다음과 같다.
W = I2R
위식을 이용하여 전류를 계산하기 위하여 아래와 같이 변환하면 다음과 같다.
I2 = W/R
I = √W/R
= √0.001/50
= 0.0044721
= 4.472mA
전류를 계산하였으므로 저항양단에 걸리는 전압을 구할 수 있다.
V= IR
= 0.004472 * 50
= 0.2236 (Volt)
위식으로 부터 50Ω 부하에 걸리는 전압은 0.2236V이므로 이값을 이용하여 dBm을 구하는 공식을 유도하면 다음과 같이 된다.
dBm= 20log Vx/0.2236Volt
항공분야 수신기에서 사용하는 수신전압은 uV(=10-6V)를 사용하므로 위의 수식은 다음과 같이 변환할 수 있다.
dBm= 20log (uV/0.2236Volt)*10-6
= 20log (uV/0.2236Volt)+20log10-6
= 20log(uV/0.2236)+20*-6
= 20log(uV/0.2236)-120
이것을 이용하여 uVolt를 dBm으로 환산하는 엑셀자동계산식을 만들면 다음과 같다.
Vx(전압값)= 5 uVolt
dBm= -93.010036 dBm
윗식을 이용하여 dBm을 uVolt로 환산하는 엑셀자동계산식을 만들면 다음과 같다.
uVolt= 0.2236*10((dBm+120)/20)
dBm= -93 dBm
V(uVolt)= 5.00578047 uVolt
유선과 무선에서의 0dBm 정의(표)

　
　

출처 : 제주 온도라 카페 & 정보통신기술사 부부

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