天線基礎-天線增益

2017-08-11  by:CAE仿真在線  來源:互聯網

  天線對空間不同方向具有不同的輻射或接收能力,這就是天線的方向性。根據方向性的不同,天線有全向和定向兩種,而每一種天線的應用領域不同,因為各有所長。

  全向天線:衡量天線方向性通常使用方向圖,在水平面上,輻射與接收無最大方向的天線稱為全向天線。全向天線由于無方向性,所以多用在點對多點通信的中心臺。

  定向天線:有一個或多個輻射與接收能力最大方向的天線稱為定向天線。定向天線能量集中,增益相對全向天線要高,適合于遠距離點對點通信,同時由于具有方向性,抗干擾能力比較強。

  天線增益:天線增益是天線的主要技術指標之一,是指在輸入功率相等的條件下,實際天線與理想的輻射單元在空間同一點處所產生的信號的功率密度之比。

它定量地描述一個天線把輸入功率集中輻射的程度。

它是方向系數與效率的乘積,是天線輻射或接收電波大小的表現。簡單地說,在同等條件下,天線的增益值越高,方向性也就越大,涵蓋范圍也越廣。

表示天線增益的參數有dBd和dBi。

DBi是相對于點源天線的增益,在各方向的輻射是均勻的;

dBd相對于對稱陣子天線的增益dBi=dBd+2.17。

相同的條件下,增益越高,電波傳播的距離越遠。

天線增益不僅是天線最重要的參數之一,而且對無線通信系統的運行質量也非常重要,增加天線增益,就可以增大某個方向上的信號覆蓋范圍,或者范圍不變,但該范圍內的信號強度增強。對于單天線而言,要想提高天線的增益,最簡單的辦法就是將天線的發射方向進一步縮,就是所謂的縮窄波瓣寬度。

從天線增益角度看,也可以認為不增大單個天線增益,而是增加天線數量,可以獲得提高收發天線增益乘積的效果。

Warren Stutzman 推薦了一個實際的天線“供一般性使用是極好的近似”公式:

θB和ΦB是在兩個正交平面內的半功率波束寬度(弧度),波束面積近似等于θBΦB

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