Wireless 101
M02 · L04
الوحدة التي يستخدمها الجميع

التفكير بالديسيبل

كسب الهوائي، وفقد المسار، ونسبة الإشارة إلى الضوضاء — من هنا وصاعداً يصلك كل رقم تقريباً في هذه الدورة بوحدة dB. خمس عشرة شريحة، ولن تحتاج للتخمين مرة أخرى.

01 / 16
Wireless 101
M02 · L04
المشكلة

الأرقام تصبح سخيفة

هاتفك يُرسل بنحو 0.2 واط، ومع ذلك يفكّ إشارة قدرها 0.0000000000001 واط. اكتب ميزانية وصلة بالواط وستُمضي الحساب كله في عدّ الأصفار.

0.2 W
إرسال
0.1 pW
الحساسية
2×10¹²
النسبة
02 / 16
Wireless 101
M02 · L04
الحل

اللوغاريتم يحوّل × إلى +

الوصلة الراديوية سلسلة عمليات ضرب: مُكبِّر ×4، وكابل ÷1.6، وفضاء حر ÷10¹⁰. خُذ لوغاريتم السلسلة كلها فتتحول كل عملية ضرب إلى عملية جمع. هذا هو كل سبب وجود الديسيبل.

نسبة القدرة بالديسيبل
\text{dB} = 10\log_{10}\left(\frac{P_1}{P_2}\right)
03 / 16
Wireless 101
M02 · L04
الفكرة المحورية

الديسيبل نسبة

تمسّك بهذه الجملة وحدها. الديسيبل لا يخبرك أبداً بمقدار القدرة — بل فقط بكم هي أكبر أو أصغر من شيء آخر. هناك علامة قسمة داخل المعادلة، وهي لا تختفي.

فاقرأ «30 dB» على أنها
«ألف مرة» — لا «ألف واط» أبداً
04 / 16
Wireless 101
تفاعلي
جرّب بنفسك

النسبة ← ديسيبل

النسبة×2.00
×2.00 → 3.01 dB
05 / 16
Wireless 101
M02 · L04
المعادلة الأخرى

لماذا 20 log للجهد

القدرة تتناسب مع مربع السعة، ولوغاريتم المربع ضعف اللوغاريتم. فالعامل ليس اصطلاحاً ثانياً — إنه نفس المعادلة مع إخراج التربيع إلى الأمام. ضاعِف الجهد فتتضاعف القدرة أربع مرات: +6 dB في الطريقتين.

نسبة السعة بالديسيبل
20\log_{10}\left(\frac{V_1}{V_2}\right) = 10\log_{10}\left(\frac{V_1}{V_2}\right)^{2}
06 / 16
Wireless 101
M02 · L04
احفظ هذه

ستة مراسٍ

احفظ هذه الستة وستقرأ معظم أرقام الديسيبل بلا آلة حاسبة، لأن الديسيبلات تُجمع: ×20 هي ×2 ثم ×10، أي 3 + 10 = 13 dB.

  • 0 dB — ×1، لا تغيير على الإطلاق
  • 3 dB — ×2، ضعف القدرة
  • −3 dB — ÷2، نصف القدرة
  • 10 dB — ×10
  • 20 dB — ×100
  • 30 dB — ×1000
07 / 16
Wireless 101
M02 · L04
الحروف الصغيرة

3 dB تقريباً الضعف

المضاعفة هي 3.0103 dB، لا 3. اعتمد على «3 dB = ×2» أربع مرات وستصل إلى ×16 بينما الحقيقة ×15.85 — أي 1% خطأ. ممتاز للتحقق الذهني، وخطأ في ورقة مواصفات.

القيمة الدقيقة
10\log_{10} 2 = 3.0103\ \text{dB}
08 / 16
Wireless 101
M02 · L04
ثبّتها

dBm: أضِف مرجعاً

إن كان الديسيبل نسبةً فقط، فكيف تذكر ورقة المواصفات قدرة مطلقة؟ إنها تُثبّت المقام. ثبّته عند ملي واط واحد فتحصل على dBm — نسبة أيضاً، لكن إلى كمية معلومة، فتُحدّد رقماً حقيقياً.

0
dBm = 1 mW
30
dBm = 1 W
−100
dBm = 0.1 pW
09 / 16
Wireless 101
تفاعلي
جرّب بنفسك

dBm → واط

dBm−73
−73 dBm = 50.1 pW
10 / 16
Wireless 101
M02 · L04
مراجع أخرى

dBW وdBi

غيّر المرجع فتتغير الوحدة. dBW تقيس مقابل واط واحد، لذا dBm = dBW + 30. وdBi تقيس كسب الهوائي مقابل مشعّ متساوي الاتجاهات — هوائي متخيَّل ينشر القدرة بتساوٍ في كل اتجاه. والهوائي ثنائي القطب نصف الموجي يتفوّق عليه بـ2.15 dBi.

لاحقاً في هذه الدورة
الوحدة 7 الكسب بالـdBi · الوحدة 8 فقد المسار بالـdB · الوحدة 9 نسبة SNR بالـdB
11 / 16
Wireless 101
M02 · L04
سطر حساب واحد

ميزانية وصلة

وهنا الثمرة. مُرسل 20 dBm، وكابل −2 dB، وهوائي +6 dBi، ومسار −100 dB، وهوائي استقبال +3 dBi. اجمعها: −73 dBm. بالواط يحتاج نفس المجموع خمس عمليات ضرب وإحدى عشرة خانة عشرية.

جمعٌ وحسب
20 - 2 + 6 - 100 + 3 = -73\ \text{dBm}
12 / 16
Wireless 101
M02 · L04
جني الثمار

أرقام قابلتها فعلاً

كل رقم ديسيبل ذُكر حتى الآن في هذه الدورة صار الآن مفهوماً:

  • «عرض حزمة 3 dB» (M2-L1) — حيث هبطت القدرة إلى النصف
  • SNR من 0 إلى 30 dB (M2-L3) — إشارة من ×1 إلى ×1000 الضوضاء
  • 18.75 dB (M4-L2) — تفوّق FM بـ×75، إذ 20 − 1.25 = 18.75
  • استحواذ 3 dB (M4-L3) — ضعف القدرة يكفي للفوز
13 / 16
Wireless 101
اختبار سريع

تحقّق ممّا ثبت

أربعة أسئلة من هذا الدرس. أجب لترى السبب — يظهر الشرح سواء أصبتَ أم أخطأت. ولا شيء يُسجَّل أو يُحفَظ.

السؤال 1 من 0
النتيجة 0/0

14 / 16
Wireless 101
النقاط الرئيسية
ملخص

ما تعلمته

  • الديسيبل موجود لأن المكاسب المتتالية تُضرب — واللوغاريتم يجعلها تُجمع
  • 10 log للقدرة و20 log للسعة — لأن القدرة تتناسب مع A²
  • الديسيبل نسبة، لا كمية، أبداً
  • dBm و dBW و dBi تُثبّت المرجع فتصبح مطلقة
  • 0 و3 و−3 و10 و20 و30 dB → ×1 و×2 و÷2 و×10 و×100 و×1000
15 / 16
Wireless 101
الوحدة مكتملة
تهانينا

الوحدة 2 مكتملة!

أتقنت الإشارات والموجات الجيبية — السعة والتردد والطور، المجالين الزمني والترددي، التراكب، والديسيبل الذي يقيسها كلها.

التالي: الوحدة 3
16 / 16