dBm
dBu（電圧源）とdBm（ 600Ω抵抗器によって熱として消費される電力）の関係を示す図

dBmまたはdB・mW （デシベル・ミリワット）は、1ミリワット（mW）を基準とした対数デシベル（dB）スケールで表された電力レベルの単位です。無線、マイクロ波、光ファイバー通信の技術者やエンジニアは、システム伝送電力を対数スケールで測定するためにdBmを使用します。対数スケールは、非常に大きな値と非常に小さな値の両方を簡潔に表現できます。dBWは、ミリワットではなく1ワット（1000mW）を基準とした同様の単位です。

デシベル（dB）は無次元単位であり、信号対雑音比など、2つの値の比率を定量化するために使用されます。dBmも無次元単位ですが[ 1 ] [ 2 ]、固定された基準値と比較するため、dBmの値は絶対値となります。

dBmは国際単位系（SI）の一部ではないため、SI単位系に準拠する文書やシステムでの使用は推奨されません（SI単位系における対応する単位はワットです）。しかし、相対量を表す単位であるデシベル（dB）は、接尾辞を伴わず、SI単位系と併用可能な非SI単位です。1ミリワットに対する10デシベルの電力Pのレベルは、SIに準拠するためにL P /(1 mW) = 10 dBと表記されます。 [ 3 ]

オーディオや電話分野では、dBmは通常、電話音声ネットワークで一般的に使用される600オームのインピーダンス[ 4 ]を基準として参照されますが、無線周波数分野では、dBmは通常、50オームのインピーダンスを基準として参照されます。[ 5 ]

単位変換

電力レベル0 dBmは1ミリワットの電力に相当します。レベルが10 dB増加すると、電力は10倍に増加します。したがって、レベルが20 dB増加すると、電力は100倍に増加します。レベルが3 dB増加すると、電力はほぼ2倍になり、3 dBmのレベルはおよそ2 mWの電力に相当します。同様に、レベルが3 dB減少するごとに電力は約半分に減少し、-3 dBmは約0.5 mWの電力に相当します。

任意の電力PをmW単位で表すとxをdBm単位で表す場合、次の式を使用できます。[ 6 ] 逆に、任意の電力レベルxをdBm単位で表すとPをmW単位で表す場合、次の式を使用できます。 ×＝10ログ10⁡P1 ミリワット{\displaystyle {\begin{aligned}x&=10\log _{10}{\frac {P}{1~{\text{mW}}}}\end{aligned}}}P＝1 ミリワット⋅10×/10{\displaystyle {\begin{aligned}P&=1~{\text{mW}}\cdot 10^{{x}/{10}}\end{aligned}}}

例の表

以下に、役に立つケースをまとめた表を示します。

パワーレベル力注記
526dBm3.6 × 10 49  Wブラックホール衝突、衝突GW150914後の重力波で放射されるエネルギーは、観測可能な宇宙のすべての星のエネルギー出力の50倍と推定されています[ 7 ] [ 8 ]
420dBm1 × 10 39  W白鳥座Aは天空で最も強力な電波源の一つである。
296dBm3.846 × 10 26  W太陽の総出力[ 9 ]
120dBm1ギガワット実験用高出力マイクロ波（HPM）発生システム、2.32GHzで1GW、38ns [ 10 ]
105 dBm32MWAN/FPS-85フェーズドアレイ宇宙監視レーダーは、米国宇宙軍が世界で最も強力なレーダーであると主張している[ 11 ]
95.5dBm3600kW高周波アクティブオーロラ研究プログラム最大出力、2012年最強の短波放送局
80dBm100kW50キロメートル（31マイル）の範囲の FMラジオ局の典型的な送信電力
62dBm1.588kW1.5kWは米国のアマチュア無線局の最大法的出力である。[ 12 ]
60dBm1kW電子レンジの構成要素 から放射される典型的な複合RF電力
55dBm約300ワットKuバンド静止衛星の典型的な単一チャネルRF出力電力
50dBm100ワット人体から放出される典型的な総熱放射、ピークは31.5 THz（9.5 μm）パワーアンプなしのアマチュア無線HFトランシーバー からの典型的な最大出力RF電力
40dBm10ワット一般的な電力線通信（PLC）送信電力
37dBm5ワット携帯型アマチュア無線VHF/UHFトランシーバーからの典型的な最大出力RF電力
36dBm4ワット多くの国における市民バンドラジオ局（27 MHz） の典型的な最大出力
33dBm2ワットUMTS / 3G携帯電話（パワークラス1の携帯電話）の最大出力GSM850/900携帯電話の最大出力
30dBm1ワットDCSまたはGSM 1800/1900 MHz帯携帯電話。EIRP IEEE 802.11a（20 MHz幅チャネル）は、送信機がIEEE 802.11hにも準拠していることを条件として、5 GHzサブバンド2（5470～5725 MHz）、またはU-NII-3（5725～5825 MHz）のいずれかで運用される 。前者はEUのみ、後者は米国のみ。また、FCCが米国のアマチュア無線免許保有者に、米国のアマチュア無線周波数帯でラジコン航空機またはその他の種類のRCモデルを操縦するために許可する最大出力。[ 13 ]
27dBm500ミリワット典型的な携帯電話の送信電力UMTS/3G携帯電話からの最大出力（電力クラス2の携帯電話）
24 dBm251ミリワットUMTS/3G携帯電話（電力クラス3の携帯電話）の最大出力は、1880～1900 MHz DECT（1728 kHzチャネルあたり250 mW）です。無線LAN IEEE 802.11a（20 MHz幅チャネル）の EIRPは、5 GHzサブバンド1（5180～5320 MHz）またはU-NII -2および-W（それぞれ5250～5350 MHzおよび5470～5725 MHz）の範囲で規定されています。前者はEUのみ、後者は米国のみで規定されています。
23 dBm200ミリワットIEEE 802.11n 無線 LAN の 5 GHz サブバンド 4 (5735～5835 MHz、米国のみ) または 5 GHz サブバンド 2 (5470～5725 MHz、EU のみ) における 40 MHz 幅 (5 mW/MHz) のチャネルのEIRP。IEEE 802.11h にも準拠している場合、5 GHz サブバンド 1 (5180～5320 MHz) における 20 MHz 幅 (10 mW/MHz) の IEEE 802.11a 無線 LAN にも適用されます (IEEE 802.11h に準拠していない場合、送信電力の動的調整が不可能な場合は 3 mW/MHz → 60 mW のみ、送信機が周波数の動的選択も不可能な場合は 1.5 mW/MHz → 30 mW のみ)。
21dBm125ミリワットUMTS/3G携帯電話（パワークラス4の携帯電話）からの最大出力
20dBm100ミリワットIEEE 802.11b/g無線LAN 2.4GHz Wi-Fi / ISM帯域における20MHz幅チャネルのEIRP（5mW/MHz）。Bluetooth Class 1無線。 米国FCC規則15.219に基づく無免許AM送信機の最大出力電力[ 14 ]
15dBm32ミリワットノートパソコンの一般的な無線LAN送信電力
7dBm5.0ミリワットAM受信機の 自動利得制御回路をテストするために必要な一般的な電力レベル
4dBm2.5ミリワットBluetooth Class 2無線、10メートル範囲
0 dBm1.0ミリワットBluetooth標準（クラス3）無線、1メートル範囲
−10 dBm100μW無線ネットワークの最大受信信号電力（802.11 バリアント）
−13 dBm50μW北米の公衆交換電話網で使用されている正確なトーンプランのダイヤルトーン
−20 dBm10μW
−30 dBm1.0μW
−40dBm100  nW
−50 dBm10 nW
−60 dBm1.0 nW地球は見かけの等級+3.5の 星から1平方メートルあたり1ナノワットの電力を受け取っている[ 15 ]
−70 dBm100 pW
−73 dBm50.12 pW「S9」信号強度、典型的なアマチュア無線または短波ラジオ受信機のSメーター上の強い信号
−80 dBm10 pW
−100 dBm0.1 pW無線ネットワークの最小受信信号電力（802.11 バリアント）
−111 dBm8  fW商用GPSシングルチャネル信号帯域幅 (2 MHz) の熱雑音フロア
−127.5 dBm0.178 fWGPS衛星からの典型的な受信信号電力
−159 dBm 0.128 aW 1 秒あたり 1550 nm 波長の単一光子に対応する電力。これは、最高の光検出器 (超伝導ナノワイヤ単一光子検出器、遷移エッジ センサー) のダーク カウントに典型的です。
−174 dBm4zW ​室温（20℃）における1Hz帯域幅の熱雑音フロア
−192.5 dBm56 歳宇宙空間における1Hz帯域幅の熱雑音フロア（4K  ) ​
−∞ dBm0ワットゼロ乗（値は負の無限大）

標準

信号強度（単位面積あたりの電力）は、波長の2乗を掛けて4πで割ることで受信信号電力に変換できます（自由空間経路損失を参照）。

米国国防総省の慣行では、加重されていない測定は通常、明示的または暗黙的に示される 特定の帯域幅に適用可能であると理解されています。

欧州の慣例では、文脈からわかるように、測地学的重み付けはdBm0pと同等になる可能性があり、こちらが推奨されます。

オーディオでは、0 dBm は多くの場合約 0.775 V に相当します。これは、600 Ω 負荷で 0.775 V は 1 mW を消費するためです。[ 16 ] 600 Ω の制限がない場合、対応する電圧レベルは 0 dBuです。逆に、50 Ω 負荷の RF 環境では、0 dBm は約 0.224 V に相当します。これは、50 Ω 負荷で 0.224 V は 1 mW を消費するためです。

一般に、 dBm 単位の電力Pのレベルと、抵抗Rの負荷(通常はインピーダンスZの伝送線路を終端するために使用される) にかかるボルト単位のRMS電圧Vの関係は次のようになります。V＝R10P/101000。{\displaystyle {\begin{aligned}V&={\sqrt {R{\frac {10^{P/10}}{1000}}}}\,.\end{aligned}}}

dBm単位の表現は、通常、光電力と電力の測定に使用され、他の種類の電力（熱電力など）には使用されません。ワット単位の電力レベル別のリストが用意されており、そこには必ずしも電力や光電力に関連しない様々な例が含まれています。

dBmは1940年に初めて業界標準として提案されました[ 16 ] 。 [ 17 ]

参照

参考文献

パブリックドメイン この記事には、連邦規格1037Cのパブリックドメイン資料が含まれています。一般調達局。2022年1月22日時点のオリジナル記事からのアーカイブ。( MIL-STD-188 をサポート)。

  1. ^ Green, Lynne D. (2019).光ファイバー通信. CRC Press. p. 181. ISBN 9781000694512。
  2. ^ Kosatsky, Tom (2013).環境保健従事者向け無線周波数ツールキット(PDF)ブリティッシュコロンビア州疾病予防管理センター. p. 8. 2022年10月9日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。
  3. ^ Thompson, A.; Taylor, N. (2008),国際単位系（SI）の使用ガイド、NIST特別出版SP811（PDF）、§8.7、2016年6月3日のオリジナル（PDF）からアーカイブ
  4. ^ビゲロー、スティーブン (2001).電話エレクトロニクスの理解.ニューネス. pp.  16. ISBN 978-0750671750。
  5. ^ Carr, Joseph (2002). RFコンポーネントと回路. Newnes. pp.  45–46 . ISBN 978-0750648448。
  6. ^ソボット、ロバート (2012).無線通信エレクトロニクス：RF回路と設計入門. シュプリンガー. p. 252. ISBN 9783030486303。
  7. ^ 「連星ブラックホール合体による重力波の観測」（PDF） LSC （Ligo Scientific Collaboration） Caltech. 2015年。2022年10月9日時点のオリジナルよりアーカイブ（PDF） 。 2021年4月10日閲覧。
  8. ^ 「発見！重力波、あるいは時空のしわ」ナショナルジオグラフィック2016年2月11日. 2021年2月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年4月10日閲覧。
  9. ^ 「Ask Us: Sun」 . Cosmicopia . NASA. 2012年. 2000年8月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。2017年7月13日閲覧。
  10. ^ Li, Wei; Li, Zhi-qiang; Sun, Xiao-liang; Zhang, Jun (2015-11-01). 「信頼性が高く、コンパクトで、反復速度の高い高出力マイクロ波発生システム」 . Review of Scientific Instruments . 86 (11): 114704. Bibcode : 2015RScI...86k4704L . doi : 10.1063/1.4935500 . ISSN 0034-6748 . PMID 26628156 .  
  11. ^ 「AN/FPS-85」 .米空軍ファクトシート. 米国国防総省. 2017年5月19日閲覧。
  12. ^ 「Part 97 - アマチュア無線」 ARRL。2012年10月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年9月21日閲覧。
  13. ^ [1] Archived 2016-12-22 at the Wayback Machine FCC Part 97 アマチュア無線サービス - 規則97.215、模型航空機の遠隔操作、セクション(c)。
  14. ^ FCC Web文書 15.219を引用2011年11月6日アーカイブWayback Machine
  15. ^ 「等級+3.5の星の放射束」 。 2012年6月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年7月22日閲覧。
  16. ^ a bデイビス、ゲイリー（1988年）『サウンド・リインフォースメント・ハンドブック』ヤマハ、p. 22、ISBN 0881889008。
  17. ^ Chinn, HA; Gannett, DK; Moris, RM (1940年1月). 「新しい標準音量インジケータと基準レベル」(PDF) . Proceedings of the Institute of Radio Engineers . 28 (1): 1– 17. doi : 10.1109/JRPROC.1940.228815 . S2CID 15458694. 2012年2月13日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) . 2012年8月4日閲覧. 
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