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天线增益

作者:佚名    文章来源:本站原创    点击数:    更新时间:2020-12-01

天线增益是指:在输入功率相等的条件下,实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。增益显然与天线方向图有密切的关系,方向图主瓣越窄,副瓣越小,增益越高。天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力,它是选择基站天线最重要的参数之一。一般来说,增益的提高主要依靠减小垂直面向辐射的波瓣宽度,而在水平面上保持全向的辐射性能。天线增益对移动通信系统的运行质量极为重要,因为它决定蜂窝边缘的信号电平。增加增益就可以在一确定方向上增大网络的覆盖范围,或者在确定范围内增大增益余量。任何蜂窝系统都是一个双向过程,增加天线的增益能同时减少双向系统增益预算余量。另外,表示天线增益的参数有dBd和dBi。dBi是相对于点源天线的增益,在各方向的辐射是均匀的;dBd相对于对称阵子天线的增益dBi=dBd+2.15。相同的条件下,增益越高,电波传播的距离越远。一般地,GSM定向基站的天线增益为18dBi,全向的为0dBi。


中文名:天线增益
外文名:antenna gain
属  于:移动通信系统
分  类:GSM
功  能:衡量天线收发信号的能力

 

 

 


简述


当某种辐射源向空间辐射能量时,理想情况下能量是按球状体散射开来,研究和实践都发现,如果将这种能量辐射按某个方向集中发射,则能量所达到的距离以及该方向上所覆盖的范围都会有很大的提高。这种研究成果应用到无线通信中就是天线的由来。而天线增益则是用于定量的描述天线把输入功率(能量)集中辐射的程度,从通信角度讲,就是在某个方向上和范围内产生信号能力的大小。
实际应用中,即使集中某个方向,天线还是会在空间各个方向都有大小不同的增益,天线增益通常是指产生最大增益的方向上的增益,数学上用公式

 

单位为dBi或者dBd,两者的区别是参考基准不同,前者的参考基准是全方向性天线(在空间各个方向辐射特性相同的天线),后者的参考基准是偶极子天线(可以简单理解为双向天线)。为了更好的理解天线增益,用此公式举例如下:要在空间某点产生一定大小的信号,用理想的辐射源如需126 W的输入功率才能获得,假设某个天线的增益为18 dBd,则用此天线需要输入的功率大小用上面的计算公式列式为

 

从此公式可以得到,

 

按照对数的定义可得,

 

则可以计算得出天线的功率大小。

 

由此可见,天线增益其实表示的是将理想的辐射能量在空间某点上放大的效果,此例中就是相当于将2 W的辐射能量放大到了126 W辐射能量所达到的效果,从这一点上来看,天线增益与有源电路增益相比有本质区别:有源电路的增益是定量描述某个器件将某个数值的功率真实放大到多少倍的能力。

Tags:天线增益,无线电  
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