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公式

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結果

挿入損失
3.01
dB
入力電力(P_in) 10 mW
出力電力(P_out) 5 mW
電力比(P_in / P_out) 2

挿入損失とは?

挿入損失とは、コネクタ、ケーブル、フィルタ、分配器、アッテネータといった部品を伝送路に「挿入」したときに生じる信号電力の損失のことです。単位はデシベル(dB)で表され、RF(高周波)、マイクロ波、光ファイバの分野で最も重要な性能指標のひとつとされています。挿入損失が小さいほど、より多くの信号が部品を通過して届くことを意味します。

部品を通過する信号。入力電力が高く出力電力が低い様子
挿入損失とは、伝送線路に部品を挿入することで生じる信号電力の低下です。

この計算ツールの使い方

部品に入る電力である入力電力(P_in)と、部品を通過した後に測定される出力電力(P_out)を入力してください。両方の値は同じ単位で揃える必要があります(ここではミリワットを使用していますが、結果は電力の「比」だけで決まるため、単位が揃ってさえいればどの電力単位でも構いません)。計算ボタンを押すと、挿入損失がデシベルで表示され、あわせて電力比も求められます。

計算式の解説

デシベル単位の挿入損失は次のように定義されます。

$$\text{IL (dB)} = 10 \cdot \log_{10}\!\left(\frac{\text{P}_{in}\text{ (mW)}}{\text{P}_{out}\text{ (mW)}}\right)$$

係数が10になるのは、ここで扱っているのが電力比だからです。もし電圧や振幅の比を扱う場合は、係数20を使います。結果が正の値であれば、実際に損失がある(出力が入力より小さい)ことを示します。\(\text{P}_{in}\) と \(\text{P}_{out}\) が等しい場合、損失は0 dB となり、理論上は無損失の部品ということになります。

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電力比とデシベル単位の挿入損失を関連付ける対数曲線
デシベルは対数スケールなので、電力比が10倍になるごとに損失が10 dB増えます。

計算例

たとえば、10 mW がケーブルに入り、出てくるのが5 mW だけだったとします。比は \(10 / 5 = 2\) です。したがって $$\text{IL} = 10 \cdot \log_{10}(2) = 10 \cdot 0.30103 \approx 3.01\ \text{dB}$$ となります。これはよく知られた「3 dB ルール」です。電力が半分になることは、3 dB の損失に相当します。

よくある質問

結果がマイナスになるのはなぜ? 出力電力が入力電力より大きい場合(例:アンプを通した場合)、この式の答えは負の値になります。これは損失ではなく「利得(ゲイン)」を表します。

単位は何でもいい? はい。\(\text{P}_{in}\) と \(\text{P}_{out}\) が同じ単位であれば、比(つまり dB の結果)は変わりません。

挿入損失はどのくらいの値が良いの? 部品によって異なります。コネクタなら 1 dB に満たない程度の場合もありますが、フィルタや長いケーブルでは数 dB に達することもあります。一般的には値が小さいほど良いとされます。

最終更新: