dBm・W・V 換算ツール(RF電力・VSWR)
要点
dBm は1mWを基準にした電力の対数表記で、0 dBm = 1 mW、30 dBm = 1 W、60 dBm = 1 kW です。3 dB で電力が2倍、10 dB で10倍になります。VSWR 1.5 は反射係数0.2・リターンロス14dBで、進行波電力の4%が反射します。プラズマ装置の RF 電源では整合器が反射をほぼ0に追い込みます。
電力・電圧の単位換算
dBm60.000dBm
電力1,000 W
dBW30.000dBW
電圧(実効値)223.6Vrms
電圧(ピーク / p-p)316.2 / 632.5V
dBµV166.99dBµV
電流(実効値)4.472A
VSWR・反射係数・反射電力(プラズマの整合確認)
反射電力(リフレクト)40.00W
負荷に届く電力960.00W
反射係数 |Γ|0.2000
リターンロス13.98dB
ミスマッチ損0.177dB
プラズマ装置のRF電源(13.56MHz など)は反射電力を監視し、整合器(マッチャー)が反射をほぼ0に追い込みます。反射が残ると実効電力が変わってプロセスがずれ、電源保護で出力が絞られることもあります。
利得・損失の合計(dB の足し算)
合計利得15.50dB
電力比35.48倍
入力 60.0 dBm のときの出力75.50 dBm(35,480 W)
dBm 早見表(50Ω)
| dBm | 電力 | 電圧(実効値) |
|---|---|---|
| -30 dBm | 1 µW | 7.07×10⁻³ V |
| 0 dBm | 1 mW | 0.224 V |
| 10 dBm | 10 mW | 0.707 V |
| 20 dBm | 100 mW | 2.24 V |
| 30 dBm | 1 W | 7.07 V |
| 40 dBm | 10 W | 22.4 V |
| 50 dBm | 100 W | 70.7 V |
| 60 dBm | 1,000 W | 224 V |
| 70 dBm | 10,000 W | 707 V |
VSWR 早見表
| VSWR | |Γ| | リターンロス | 反射電力の割合 | ミスマッチ損 |
|---|---|---|---|---|
| 1.1 | 0.048 | 26.4 dB | 0.23 % | 0.010 dB |
| 1.2 | 0.091 | 20.8 dB | 0.83 % | 0.036 dB |
| 1.5 | 0.200 | 14.0 dB | 4.00 % | 0.177 dB |
| 2.0 | 0.333 | 9.5 dB | 11.11 % | 0.512 dB |
| 3.0 | 0.500 | 6.0 dB | 25.00 % | 1.249 dB |
| 5.0 | 0.667 | 3.5 dB | 44.44 % | 2.553 dB |
dB と dBm の違い
dB は2つの量の比を対数で表したもので、電力比なら10·log₁₀、電圧比なら20·log₁₀を使います。dBm は基準を1mWに固定した絶対値で、0 dBm = 1 mW、30 dBm = 1 W、60 dBm = 1 kW です。3 dB で電力が2倍、10 dB で10倍という関係を覚えておくと、アンプやケーブル損失の足し算が暗算でできます。
半導体製造装置では、プラズマを作るRF電源の出力が数百W〜数十kW(約54〜75 dBm)の範囲にあり、整合器とケーブルの損失、反射電力の管理がプロセスの再現性に直結します。一方、RF半導体(パワーアンプやLNA)の評価では、同じ単位系で利得・雑音指数・出力電力を扱います。