dBm

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

dBmまたはデシベルミリワット(dBmW)は、電力を1ミリワット(mW)を基準値とするデシベル(dB)の値で表した単位である。電波や光ファイバーなどで信号の強さを表すのに用いられる。dBmで表すことで、非常に大きな値から非常に小さな値までを、以下のように少ない桁数の数字で簡便に表すことができる。

  • 1 nW = -60 dBm
  • 1 µW = -30 dBm
  • 1 mW = 0 dBm
  • 1 W = 30 dBm
  • 1 kW = 60 dBm

これに対し、1ワット(W)を基準値としたものがdBWであり、その値は、dBmで表した時よりも30小さくなる。

単位の換算[編集]

0 dBmの電力レベルは1 mWの電力に相当する。出力レベルの10 dB(dBmまたはdbW)の増加は、電力が10倍になったことを意味し、3 dBの増加は、電力が約2倍になったことを意味する。すなわち、3 dBmは約2 mWである。逆に、3 dBの減少は、電力が約半分になったことを意味する。すなわち、−3 dBmは約0.5 mWに相当する。

電力P(単位:mW)と電力レベルx(単位:dBm)の換算は、以下のようになる。

Pの単位をワットにすると、以下のようになる

電力レベル 電力 備考
80 dBm 100 kW サービスエリアが50km程度のFMラジオ局の送信出力
60 dBm 1 kW = 1,000 W 電子レンジの素子の放射出力
55 dBm ~300 W Kuバンド静止衛星の1チャンネルの送信出力
50 dBm 100 W 人体から放出される熱放射の合計。31.5 THz(9.5 µm)にピークがある。

一般的なアマチュア無線短波無線機の最大送信出力

40 dBm 10 W 一般的な電力線搬送通信(PLC)の送信出力
37 dBm 5 W 一般的なアマチュア無線のVHF/UHF携帯無線機の最大送信出力
36 dBm 4 W 多くの国における市民バンド無線局(27 MHz帯)の最大送信出力
33 dBm 2 W UMTS/3G携帯電話(出力クラス1)の最大送信出力

GSM850/900携帯電話の最大送信出力

30 dBm 1 W = 1,000 mW DCS・GSMの1800/1900 MHz帯携帯電話
29 dBm 794 mW
28 dBm 631 mW
27 dBm 500 mW 一般的な携帯電話の送信出力

UMTS/3G携帯電話(出力クラス2)の最大送信出力

26 dBm 400 mW
25 dBm 316 mW
24 dBm 251 mW UMTS/3G携帯電話(出力クラス3)の最大送信出力

1880–1900 MHz DECT(250 mW/チャンネル幅1728 kHz) IEEE 802.11j実効等方輻射電力(EIRP)

23 dBm 200 mW IEEE 802.11nIEEE 802.11aIEEE 802.11h実効等方輻射電力(EIRP)
22 dBm 158 mW
21 dBm 125 mW UMTS/3G携帯電話(出力クラス4)の最大送信出力
20 dBm 100 mW IEEE 802.11b/gの実効等方輻射電力(EIRP)

Bluetooth クラス 1(到達距離 100 m)

19 dBm 79 mW
18 dBm 63 mW
17 dBm 50 mW
15 dBm 32 mW 一般的なノートPCの無線LANの送信出力
10 dBm 10 mW
7 dBm 5.0 mW AM受信機の自動利得制御(AGC)回路をテストするのに必要な電力レベル
6 dBm 4.0 mW
5 dBm 3.2 mW
4 dBm 2.5 mW Bluetooth クラス 2(到達距離 10 m)
3 dBm 2.0 mW
2 dBm 1.6 mW
1 dBm 1.3 mW
0 dBm 1.0 mW = 1,000 µW Bluetooth クラス 3(到達距離 1 m)
−1 dBm 794 µW
−3 dBm 501 µW
−5 dBm 316 µW
−10 dBm 100 µW
−20 dBm 10 µW
−30 dBm 1.0 µW = 1,000 nW
−40 dBm 100 nW
−50 dBm 10 nW
−60 dBm 1.0 nW = 1,000 pW 地球視等級+3.5の恒星から1平方メートルあたり1ナノワットを受け取る[1]
−70 dBm 100 pW
−73 dBm 50.12 pW 一般的な短波無線機のSメーター英語版における"S9"の信号の強さ
−80 dBm 10 pW
−100 dBm 0.1 pW
−111 dBm 0.008 pW = 8 fW 商用GPSの単一チャネル単一帯域(2 MHz)の熱雑音
−127.5 dBm 0.178 fW = 178 aW GPS衛星の単一チャネルの受信電力
−174 dBm 0.004 aW = 4 zW 室温(20 °C)における1 Hz帯域の熱雑音
−192.5 dBm 0.056 zW = 56 yW 宇宙空間(4ケルビン)における1 Hz帯域の熱雑音
−∞ dBm 0 W 出力ゼロは、dBmで表現しようとすると負の無限大となる。

信号密度(単位面積あたりの電力)は、受信電力に波長の自乗を掛け、 4π で割ることで求められる(自由空間伝搬損失英語版を参照)。

特定の分野では回路が一定のインピーダンスで整合されていることがある。高周波回路では 50 Ω, 75 Ωなどで整合されている[2]。また古典的な業務用音響機器では 600 Ωで整合されていた[3]。この場合、電圧を計測すれば電力がわかる。 50 Ωでは約 0.224 V, 75 Ωでは約 0.274 V, 600 Ωでは約 0.775 V が 0 dBm (= 1 mW) に相当する。ただし 0 dBm はあくまで電力のことなので、インピーダンスが変わればこの関係は崩れる。業務用音響機器は後に 600 Ωで整合されなくなったため、上記の約 0.775 V のことを 0 dBu と呼ぶようになった。

dBmは国際単位系(SI)の一部ではないため、国際単位系に準拠した文書や体系での使用は推奨されない。対応するSI単位はワットである。ただし、2つの数字の単なる比であるデシベル(dB)ならば、使用可能である[4]

dBm単位での表現は、通常、光学的な出力や電力の測定に使用され、他の種類の仕事率(熱など)では使用されない。仕事率の比較には、電気的・光学的な仕事率以外の例が含まれている。

dBmが業界標準として最初に提案された[5]のは、"A New Standard Volume Indicator and Reference Level"(新しい標準音量指数と参照レベル)という論文である[6]

関連項目[編集]

出典[編集]

 この記事にはアメリカ合衆国政府の著作物であるアメリカ合衆国連邦政府一般調達局次の文書本文を含む。"Federal Standard 1037C". Cite webテンプレートでは|accessdate=引数が必須です。 (説明)MIL-STD-188内)

  1. ^ Radiant Flux of a Magnitude +3.5 Star
  2. ^ Carr, Joseph (2002). RF Components and Circuits. Newnes. pp. 45–46. ISBN 978-0750648448 
  3. ^ Bigelow, Stephen. Understanding Telephone Electronics. Newnes. pp. 16. ISBN 978-0750671750 
  4. ^ Thompson and Taylor 2008, Guide for the Use of the International System of Units (SI), NIST Special Publication SP811
  5. ^ Davis, Gary (1988). The Sound Reinforcement Handbook. Yamaha. pp. 22. ISBN 0881889008 
  6. ^ Chinn, H.A.; D.K. Gannett; R.M. Moris (January 1940). “A New Standard Volume Indicator and Reference Level”. Proceedings of the Institute of Radio Engineers 28 (1): 1–17. doi:10.1109/JRPROC.1940.228815. http://www.aes.org/aeshc/pdf/chinn_a-new-svi.pdf. 

外部リンク[編集]