dBm

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

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。

{\begin{aligned}x&=10\log _{10}{\frac {P}{1\mathrm {mW} }}\end{aligned}}

Pの単位をワットにすると、以下のようになる

{\begin{aligned}x&=30+10\log _{10}{\frac {P}{1\mathrm {W} }}\end{aligned}}

{\begin{aligned}P&=1{\text{mW}}\cdot 10^{\frac {x}{10}}\\P&=1{\text{W}}\cdot 10^{\frac {x-30}{10}}\end{aligned}}

→詳細は「仕事率の比較」を参照

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の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の実効等方輻射電力(EIRP)
23 dBm	200 mW	IEEE 802.11n・IEEE 802.11a・IEEE 802.11hの実効等方輻射電力(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	地球は視等級+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、 4 $π$ 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]。

出典

この記事にはパブリックドメインである、アメリカ合衆国連邦政府が作成した次の文書本文を含む。Federal Standard 1037C. アメリカ合衆国連邦政府一般調達局.（MIL-STD-188内）

↑ Radiant Flux of a Magnitude +3.5 Star
↑ Carr, Joseph (2002). RF Components and Circuits. Newnes. pp. 45–46. ISBN 978-0750648448
↑ Bigelow, Stephen. Understanding Telephone Electronics. Newnes. pp. 16. ISBN 978-0750671750
↑ Thompson and Taylor 2008, Guide for the Use of the International System of Units (SI), NIST Special Publication SP811
↑ Davis, Gary (1988). The Sound Reinforcement Handbook. Yamaha. pp. 22. ISBN 0881889008
↑ 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.

外部リンク

[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

[srh-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.

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単位の換算

関連項目

出典

外部リンク