《业余无线电从零开始》第三章第十五节：波长、带宽、dB

第三章 A 类 · 第一台手持对讲机

中继上有人报了一句：“我这边抄你信号 59，2 米段，馈线大概吃了 3 个 dB。”三个词你都听过，但具体表达什么意思可能有些小伙伴就不太熟：波长量的是长度，带宽量的是宽窄，dB 量的是倍数。它们是同一段电波的三把尺子，你先得知道每把尺子量的是什么，再合起来算一次账，频率上大半的参数基本就能听懂了。

三百除以频率，就是波长

2 米段、70 厘米段这些名字，其实来源还是很粗犷的，这些频段名字说的是对应频率的波长，而不是我们常用的频率，比如 144 到 148 兆赫这一段的所有频率，其波长换算下来都在 2 米上下。435 兆赫频率的波长换算下来是 0.69 米，四舍五入就是 70 厘米。这个叫法从模拟机时代就一直沿用到今天，虽然也有小伙伴还是常常用频率来称呼，但两套命名方式相互不冲突，一个能让我们快速锁定具体频率，一个能让我们快速寻找合适天线。频率与波长的换算公式也特别简单，频率按兆赫算，用 300 除以它，就可以得到对应频率的波长，单位通常是米，比如 144 兆赫的波长就等于 300 ÷ 144 ≈ 2.08 米，四舍五入就是 2 米。那么这个公式是怎么来的？其实不复杂。光速、频率和米这三个单位是相互关联的。首先我们需要知道无线电波的传播速度会随着传播介质的变化而产生一定的变化，那么我们为了统一度量衡，就假定传播介质为真空环境，而无线电波在真空环境中的传播速度约等于光在真空中的传播速度（所以光也属于电磁波），我们知道光速大约每秒三亿米，频率的单位是赫兹，用兆赫时已经乘了一百万，所以我们在计算时为了方便，通常就把两个数约一下，光速约下来差不多是 300，频率正好是兆赫。再根据光速＝波长×频率的公式反推出来“波长＝光速÷频率”这个公式，所以我们只记一次就够用很久。而根据公式我们不难发现波长和频率是倒数关系，所以就出现了在 HAM 圈广为流传的一句话“频率越高波长越短”。记住这一句就够了。上面说的是真空里的波长，空气中也接近；电波进了同轴电缆，速度会变慢，波长也跟着缩短，这就是算天线长度、做匹配线时要用的“缩短系数”，速度因子通常只有 0.66 到 0.85，天线导体上还有端效应和线径的影响，实际长度也要缩短。记住波长，就等于记住了这一段电波在空间里的尺寸，而最终的天线、场地和传播都围着它转，以后看频率表、选天线都用得上。

综上我们可以计算出 50 兆赫是 6 米段、28 兆赫是 10 米段、14 兆赫是 20 米段，我们完全不用背表，简单口算一下就能知道频率对应的波长。这里有个坑，波段名取的是大概值，不是算完再四舍五入：28 兆赫算下来是 10.7 米，习惯叫 10 米段；14 兆赫算下来是 21.4 米，习惯叫 20 米段，别拿波段名去精确算天线。当然你记不住也没关系，毕竟频率在机器上能直观看到，只是下次和友台约定在某个波段时，你要知道它大概在哪个频率、天线大概多长即可。

波长最直接的用处是计算天线：一副天线要谐振，电长度得和波长成一定比例，最常见的是四分之一波长和半波长。20 米段的四分之一波长约 5.4 米（按 20 米的名义波长估就是 5 米）、10 米段约 2.7 米、6 米段 1.5 米。这些数你也可以不用记，完全可以自己推。但如果你能大概记住，那么天线大概多长心里就有数了，在后期使用拉杆天线的时候你就能知道拉杆大概要拉出多长，实际缩减振子还要乘 0.95 上下的缩短系数，真正调整的长度会比这些数短一点。而手台那根十几厘米的短天线，在 70 厘米段差不多正好是一根四分之一波长（17.5 厘米），没怎么缩水；真被压缩的是 2 米段，本来要 50 厘米，只能靠加感线圈塞进去，压得越狠，效率越低，这是短天线绕不过去的代价。这也是为什么固定天线往往都会考虑全尺寸天线。短波天线又大又难架，也是同一个道理。比如 20 米段如果采用正 V 这种偶极天线时，其半波长约 10.7 米，哪怕是两个振子有倾斜夹角，翼展也能达到八九米，而单极天线虽然只有四分之一波长的振子，但也有 5 米多的高度，并且单极天线要地网才能发挥其效果，地网径向一般也要做到四分之一波长左右，所以整个天线尺寸也不小。偶极天线不用架设地网，是因为它的两个臂在馈电点两边对称、互为另一半，电流回路本来就是闭合的。单极天线只有一根振子，必须靠地网、车体或者大地提供另一半。你可以把单极天线的振子和地网分别看做偶极天线的左右两根振子，并且这里举例的单极天线通常就是我们常用的 GP 天线。

波长还决定环境的分量。你可以把波长想成波能“摸”过去的尺度：楼比波长小，波就绕过去；楼比波长大得多，波就被挡住、弹回来。所以同样一栋楼，20 米段比 2 米段容易绕，2 米段又比 70 厘米段容易绕；频率越高越像光，越只能走直线。2 米段的波长只有两米，车体、楼体、山体这些障碍物都比它大得多，电波主要靠直射，遇到遮挡就靠绕射和反射找缝隙，能绕过去的能力有限，这也就是为什么 U/V 段是视距传播——看不见的地方，信号基本也到不了；70 厘米段波长更短，绕射更弱，但天线更小、带宽更大，这是另一头的取舍。而 20 米段由于可以经过电离层反射传播，信号可以从楼顶上方打出去、经电离层再回到地面，加上它的波长二十多米，普通楼房在它面前反而没那么“大”，绕过去的能力更强，那么 2 米段和 20 米段在同一座城市的阻挡方式就完全不同了，2 米段适合在城市里找缝隙，20 米段适合在开阔地往远处铺，同时天线的高度要求也不一样。

一段信号占多宽，决定它能钻多深的噪声

一个信号在频率轴上占多宽，就是这个信号的带宽有多宽。你把收音机调到 144.800 兆赫，收到的不是一根线，而是一小段频率，而具体的带宽也会根据不同的模式有不同的区间，有的是固定不变的、有些是可以调的。带宽的单位是赫兹，我们刚接触带宽这个概念时，有可能会被手台信道间隔 12.5 千赫误导，以为这就是带宽，而手台那个 12.5 千赫说的不是信号本身有多宽，而是两条信道中心频率之间的距离，不是“空当”，信号本身大约占 8 到 11 千赫，剩下那一点才是保护间隔。一个是信号，一个是规划。就相当于带宽是你人有多胖多瘦，而你和其他人之间的间隔距离就是信道间隔。滤波器负责把这段频率带宽之外的东西挡掉或者说是切掉，所以带宽的选择也很重要，选窄了噪声进得少，但信号也可能被削掉一点，而消掉一部分带宽的信号多多少少会产生失真，比如 SSB 模式下的变化就是声音变得特别奇怪、发闷，所以滤波器的宽度要跟模式匹配。信道间隔是规划出来的，信号带宽是发射机和调制方式决定的，滤波器带宽是接收机自己选的，三者不是一回事。

不同模式占的宽度差得很远：CW（等幅报，也就是摩斯电码）只做开关键控，接收时常用 300 到 500 赫兹的滤波器，信号本身占多宽则跟发报速度有关，发得越快占得越宽；FT8（一种数字模式）一个信号只占约 50 赫兹；SSB（单边带）要把人声装进去，得占 2.4 到 3 千赫；FM（调频）为了音质和抗噪，手台信道间隔常见 12.5 千赫，信号实际占用约 11 千赫。按 12.5 千赫的信道、50 赫兹的 FT8 算，一个 FM 信道理论上能让两百多个 FT8 信号并排使用；如果换成 25 千赫的宽带调频，才接近五百个。带宽是模式的一个属性，窄带换来的是灵敏度，而宽带换来的是信息量，选择模式其实就是选这段带宽能装得下什么，而且带宽和功率一样，合适就行，当然带宽的选择也有相应的法规约束，也不是你想要多宽就能有多宽的。

窄带的好处不只是省频率，因为接收机里的热噪声功率和带宽成正比，带宽宽十倍，落进来的噪声也多十倍，正好是 10 个 dB；反过来，把带宽从 2.5 千赫压到 50 赫兹，噪声低 10 × log10(2500 ÷ 50) ≈ 17 个 dB。当然这个账不是随便就能算的。只有在信号本身的占用带宽小于滤波器带宽时，才真正转化为信噪比的改善：CW、FT8 这类窄带信号可以，滤波器再窄一点，噪声继续降，信号还在；SSB 语音本身占 2.4 千赫左右，硬把滤波器压到 1 千赫，噪声是降了，信号也被切掉一半，可识别度反而更差。所以窄带滤波不是越窄越好，要和信号带宽匹配。另外，短波段的实际底噪通常远高于热噪声：除了接收机噪声系数，还有大气、银河和人为噪声，在 HF 低端和城区可以高出二三十 dB，条件差的地方还会更高。它们大多也随带宽缩放而减少，所以窄带减少噪音在这里依然有效；但压低带宽也会换来另外一个弊端，那就是在压低带宽的同时，数据模式的速率会下降，语音模式的音质和自然度也会下降。

FT8 能在有用信号比噪声低二十多个 dB 的时候还解出来，靠的就是这 50 赫兹的窄带加上十几秒的长时隙。这里说的“低二十多个 dB”，是按 2.5 千赫参考带宽算的；WSJT-X 的官方参数是 FT8 在 2.5 千赫带宽里的解码门限约 -21 dB，换算到它自己 50 赫兹的带宽里，信噪比大约还低 4 dB。把窄带、长时隙和纠错码三样加在一起，才有这个灵敏度，这是数字模式的基本功。

所以窄带代价也很直接：带宽越窄，能塞进去的信息越少，CW 新手一分钟只能传几十个字母，熟练之后能上一百多个；FT8 十五秒的时隙里实际发十二秒多，只能发十三个字符；SSB 能传语音但只够一个人说话；FM 在信噪比够的时候听起来最干净，可一条信道就占掉十几千赫。这不是技术落后，是同一份频谱预算下的取舍：要么把话说明白，要么把话传远，很难同时要。最窄的 CW、FT8 传不了语音，宽带模式又挤不进弱信号。这个矛盾从无线电诞生那天就在，所以比赛里的 CW 段总是最挤，中继台上却永远只有一路人在说话。

听到"这个模式带宽多少"，真正该问的是它拿这段带宽做了什么。同样的 2 米段，有人用来聊天，有人只用来发几十个字符的报文。

dB 把乘法变成加减法

无线电参数计算，尤其是正个无线电台站系统的链路的计算（这里说的“链路”是链路预算（link budget）：把从发射机输出端开始，一直到接收机解调器为止的整条信号通路，拆成若干级，每一级只贡献一个“增益或损耗”的 dB 数，最后全部相加。）数大多是乘除：功率乘增益、除损耗，一级一级串下去，几个数一乘就乱。dB 就是把这些乘法换成加减法的算法，两个功率的比值取以十为底的对数再乘十，得到的数就是 dB。一个功率是另一个的十倍，就是 10 dB、一百倍是 20 dB、两倍是 3 dB。反过来，负号表示变小，-3 dB 就是剩一半。记住，这里说的是“比值”，dB 本身没有单位；如果要说绝对功率，得用 dBm：以 1 毫瓦为基准，1 毫瓦就是 0 dBm，10 毫瓦是 10 dBm，100 毫瓦是 20 dBm。dB 和 dBm 只差一个基准，混着读就会把“大了多少倍”和“到底多大”搅在一起。单看这几个数还没感觉，用两次就熟了。换成 dB 之后，十几级计算可以一路加减，不必拿计算器连乘，链路的计算才变得能口算。取对数还有一个好处。很大的倍数被压成很小的数，把链路里的每一级都换成 dB，最后只需要做加法，哪一级吃掉最多一目了然。

常用的几个数记住就够：3 dB 是两倍，6 dB 是四倍，10 dB 是十倍，20 dB 是一百倍，加上负号反过来，-3 dB 就是剩一半；电压和电流用二十倍对数，这里有个前提，得在同一个阻抗上：电压翻倍意味着功率变成四倍，所以按电压比算是 20 × log10(2)≈6 dB，按功率比算是 10 × log10(4)≈6 dB，两者并不矛盾。容易错的是拿电压比直接套 10 倍对数，或者拿功率比套 20 倍对数，那样账就错了；如果阻抗不是同一个，电压比也不能直接换成功率比。手台从 5 瓦开到 25 瓦是五倍、约 7 dB，从 5 瓦换到 100 瓦是二十倍、约 13 dB，数字看着大，落到 S 表上也就是一格多到两格多。这里我们记住的是比值，不是绝对功率，所以同一个 dB 数在 5 瓦和 100 瓦上说的是同一件事，比如听到别人说多了 3 dB，你可以直接理解成功率翻了一倍，我们也不必追问他手里是几瓦（当然一般情况下还是会直接报功率）。

天线和馈线也用这把尺子，馈线损耗 3 dB，意思是送到天线上的功率只剩一半；天线增益 6 dBi，意思是这个方向上比理想点源强四倍。还有一点别忘了，增益不是“凭空放大功率”，无源天线不会产生功率，它只是把能量集中到某些方向，别的方向就弱了。这两个数可以直接加减。5 瓦手台、3 dB 馈线损耗、6 dBi 天线，等效全向辐射功率（EIRP）是 5 瓦先减半再乘四，等于 10 瓦；换成 25 瓦台、同样损耗、3 dBi 天线，等效是 25 瓦先减半再乘二，还是 25 瓦。天线增益的基准要标清楚：dBi 对理想点源，dBd 对半波偶极，同一个增益，用 dBd 表示的数比 dBi 小 2.15，比如 0 dBd＝2.15 dBi。所以参数表上不写基准的增益，基本没法横向比。

信号报告里的 S 表也是按 dB 走的，S 表每格 6 dB，每往上一格功率是四倍；HF 段 S9 的参考电平是 -73 dBm，VHF/UHF 段是 -93 dBm，这里得先弄明白 dBm，dBm 是以 1 毫瓦为基准的功率，-73 dBm 和 -93 dBm 分别对应 50 微伏和 5 微伏。同样报 S9，两个波段对应的实际功率差一百倍。常说的 59 不是 59 dB：5 是“完全可懂”，9 是“极强”，它把可懂度和强度捆在一个两位数里；其中 S 那一半和 dB 有固定关系，每格 6 dB、S9 有 dBm 基准。R 那一半是完全主观的可懂度评分，跟 dB 没有换算关系。所以 59 不能当功率读数，也别拿它跟 FT8 的 -19 直接比。

我自己的日志里有两个现成的对照：2 米 FM 的 46 次通联，发出去的报告有 44 次是 59，剩下两次是 54 和 47；同一本日志里 6 米 FT8 的 388 条记录，报告大多是 -5、-19、-24 这样的负值。同一个“信号有多强”，在 FM 上用 59 表示，在 FT8 上用负多少 dB 表示：FT8 的负数是按 2.5 千赫参考带宽算的信噪比，59 是 RST 的主观报告，两套写法各有各的刻度，所以听到 59 别把它当成 dB，也别拿它跟 FT8 的 -19 直接比。

记住 3、6、10、20 这四个数，再记住 S 表一格 6 dB，链路里八成的 dB 账都能当场估出来。

把三个数放进一次判断

假设你在 2 米段要打开一个三十公里外的中继，手台 5 瓦、馈线损耗 3 dB、天线 6 dBi，这里说的 6 dBi 是室外天线，不是原装橡胶天线，原装天线在 2 米段多半是负增益；算下来 EIRP 是 10 瓦，换一根损耗 1 dB 的馈线，EIRP 变成约 16 瓦，只多了 2 dB，耳朵未必听得出来。别急着换馈线。别小看这两 dB，真正拉开差距的是位置。从楼道里走到窗边，或者从墙根挪到空处，越过遮挡边缘时十几个 dB 的变化很常见，开阔地上再抬半米，2 米段基本看不出差别。重庆这边中继台不少架在山上，高度差出来的覆盖经常比 7 dB 更值钱，这就是老手总说先动位置、再动天线、最后才动功率的原因。先动位置，往往最划算。位置不要钱，也不用等快递。楼道里那一层混凝土吃掉的分贝数，常常比一根贵馈线多得多。

反过来，如果对方收你只有 S3，而你这边收对方是 S9，表上看差了六格、36 dB；但在中继上这是上下行两条链路，不能直接当成一个缺口去补，因为你哪怕坐在天线下面发射，对方收你信号依然有可能是S3。但如果是在直连或者短波上出现这样的差距，想靠换天线补 36 dB 是补不回来的，因为36 dB 意味着功率要翻四千倍，任何手台、电台都做不到；能补上这 36 dB 的主要是高度、天线方向性和传播条件，我不建议在没弄清这 36 dB 出在哪一段之前就换设备，钱花出去也填不上这个坑。

三个概念合起来是一条判断链：先看频率算出波长，知道天线大概该多长、离地该多高；再看模式算出带宽，知道这段信号能在多低的信噪比下工作；最后把功率、损耗、增益都换成 dB，加起来看这一趟到底能剩多少。链子走完，参数就不再是黑话。别人报一串数，你能听出他正在描述哪个环节。下次再听到“59、2 米段、馈线吃了 3 个 dB”，你应该能立刻拆成三件事：59 说的是对方接收端听到的你，2 米段说的是频率和天线尺寸，链路里先丢了一半功率说的是你这边馈线吃掉的 3 dB。这三件事分别落在接收端、天线与波段、发射链路三个位置，哪一段有问题，大致能判断出来。算完再去想要不要动手，比先买东西靠谱得多。

上一篇《手台天线能换吗》；下一篇《五次通联与一份完整日志》；系列全部篇目收在《业余无线电从零开始》目录。

本文中的波长与带宽按国际单位制（米、赫兹）表述；dB 是对数比值单位，dBm 是以 1 毫瓦为基准的绝对功率单位；S 表基准采用国际业余无线电联盟（IARU）技术建议的 S9 参考电平（HF 段 -73 dBm、VHF/UHF 段 -93 dBm，分别对应 50 微伏和 5 微伏），不同设备的校准可能略有差异。更新时间：2026-10-17。