3dBはなぜ2倍?dB・dBm・dBiをやさしく解説

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高橋 大貴

B!

💡 「3dBアップ」と言われても、何がどれだけ良くなったのかわからない。

アンテナや無線の仕様書で頻繁に出てくる「dB」を、初心者向けにできるだけ簡単に説明します。

 

この記事でわかること

  1. 3dBはなぜ2倍なのか
  2. そもそもdBとは何か
  3. dB・dBm・dBiの違い
  4. アンテナで3dB改善すると何が変わるか

3dBはなぜ2倍なのか

dB(デシベル)は、普通の数字ではなく「倍率を対数で表したもの」です。

電力が2倍になったときの値を計算すると、約3.01dBになります。

そのため無線の世界では、覚えやすく「3dB=約2倍」と考えます。


3dBずつ増えると、電力はおおよそ倍々になります。

📌 覚える数字は「3」と「10」だけでも十分です。

3dB ≒ 2倍、6dB ≒ 4倍、10dB = 10倍です。

そもそもdBとは何か

dBが使われる最大の理由は、掛け算を足し算にできることです。

無線通信では、アンテナ、ケーブル、空間などを通るたびに、電波が強くなったり弱くなったりします。

複雑な倍率計算が、dBなら足し算になります。

この便利な仕組みは、長距離電話網の損失を簡単に計算するために1920年代から使われるようになりました。

dB・dBm・dBiの違い

アンテナの仕様書を読むなら、この3つを区別できればかなり楽になります。

単位 意味
dB 2つの量の比 ケーブル損失 −2dB
dBm 電力の絶対値 送信出力 +20dBm
dBi アンテナの利得 アンテナ利得 +2.5dBi

dBmは「電力」、dBは「差」

例えば受信電力が−70dBmから−61dBmに改善した場合、その差は9dBです。

⚠️ よくある言い間違い

「9dBm強くなった」ではなく、「9dB強くなった」が正しい表現です。dBmは差ではなく、電力そのものを指す単位だからです。

dBiはアンテナの利得

dBiは、理想的な等方性アンテナ(Isotropic Antenna)を基準にしたアンテナ利得です。

例えば+3dBiなら、最大放射方向では基準アンテナに対して約2倍の電力密度に相当します。

次に読む

dBiやアンテナ利得について詳しく知りたい方は「利得(Gain)とは何か?やさしく解説!」をご覧ください。

アンテナで3dB改善すると何が変わる?

無線通信では、送信機から受信機までの利得と損失をdBで足し引きして計算します。

これをリンクバジェット(Link Budget)と呼びます。

📌 リンクバジェット上では、アンテナ利得+3dBは、送信出力を約2倍にするのと同じ『3dBm』分の効果があります。

ただしアンテナは電力を作っているわけではありません。電波を特定方向へ効率よく放射したり、筐体や基板による損失を減らしたりすることで、必要な方向の特性を改善します。

自由空間で他の条件が同じなら、3dBの改善は理論上、通信距離約1.4倍に相当します。

まとめ:3dB=約2倍と覚えればOK

+3dB 電力 約2倍
+10dB 電力 10倍
dB 比・差
dBm 電力の絶対値
dBi アンテナ利得

まずはこの5つを覚えるだけで、アンテナや無線機器の仕様書がかなり読みやすくなります。

その3dB、アンテナ設計で改善できるかもしれません

アンテナ特性は、アンテナ単体だけでなく、筐体・基板GND・設置位置・周辺部品によって大きく変わります。

スタッフ株式会社では、お客様の機器に合わせたIoT・LTE・5G・Wi-Fi・Bluetoothなどのカスタムアンテナを設計・製造しています。

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