了解天线增益，波束宽度和方向性

下载本文的副本了解天线增益，波束宽度和方向性

天线增益是相对于参考源测量的性能指标。在顺应性工程中，天线增益以各向同性(dBi)上的分贝为单位来测量，指的是各向同性天线-一种“理想”天线，在所有方向均匀地发射/接收能量，显示出0 dBi的增益(图1)。

在发射天线中，增益描述了天线将输入功率转换为向指定方向发送的无线电波的能力。在接收天线中，增益是指天线将无线电波(从指定方向传入)转换为电能的能力。

本文解释了天线增益，并消除了围绕这个有价值的度量的一些误解。本文还讨论了常见天线类型的典型增益，并提供了计算与天线增益相关的重要参数的工具。

天线增益是如何工作的?

首先，值得一提的是，在某些行业，如广播工程，制造商可能使用dBd(相对于偶极天线的增益)作为度量标准，而不是dBi。注意dBd天生更大，定义为2.15 dBi增益。

这种差异是由于天线的不同辐射模式造成的;bob足球客户端下载把各向同性天线的增益图想象成一个球体，而偶极天线的增益图想象成甜甜圈形状，这是后者更集中的波束的结果。

类似地，在处理发射天线时，可以使用数值增益代替dBi来计算天线可能产生的场强。bob足球客户端下载对于本文的目的，我们将继续关注接收天线，其增益以dBi量化。bob足球客户端下载

接下来，让我们看看增益是如何起作用的:想象一个代表各向同性天线的完美对称气球。如果你挤压气球的两边，两头就会鼓起来。这个类比就是收获的本质;理论气球产生的图形代表了在这种情况下测试天线的增益-改变增益“挤压气球”并改变天线的辐射模式。

此外，由于多种原因，天线的增益可以在其频率范围内变化。

例如，宽带天线要么被调到频率范围的一个部分，要么被调到另一个部分，或者许多天线可能组合成一个阵列，产生涟漪效应。bob足球客户端下载双脊导喇叭天线可能在其频率范围内表现出从0到10bob足球客户端下载的增益，并再次下降(它们旨在覆盖更宽的频率范围)。

即使是“恒定增益”天线也只能在狭窄的增益范bob足球客户端下载围内工作。考虑到开放式波导或标准增益喇叭天线(覆盖非常窄的频带)表现出相当恒定的增益。bob足球客户端下载这样的天线可能是一个15 dBi增益天线，但它实际上在14 dBi和16 dBi之间波动，平均基本上是15 dBi，并记录一个平坦的响应。

频率范围的权衡体现在功率上;通过创建一个在更宽的频率范围内工作的天线，你放弃了天线的一些性能。这一现实直接反驳了常见的误解，即天线增益类似于放大器增益:额外的天线增益不会在增加的场或电压中产生功率。

这个计算器可以帮助您根据天线的频率范围和其他参数确定增益(dBi或数值)和天线因子。

天线增益也与天线方向性和波束宽度直接相关。高增益天线通过聚焦于缩小bob足球客户端下载的区域来获得额外的功率;因此，增益越大，覆盖的面积就越小(以波束宽度的度数来测量)。天线增益和波束宽度总是成反比。

回到上面的气球类比，你挤压得越用力，气球的其他区域就会向外移动得越远，因为它的能量被引导到一个更小的区域。这种聚焦方向性的行为降低了波束宽度;因此，被测产品的覆盖率降低了。这种情况代表了收益的增加。

这个类比可以与增益的所有方差相关。增益可能会在天线的整个频率范围内变化，这意味着你的覆盖范围在该频率范围内是不一致的。

因此，在设计测试规范或执行测试时，请确保对天线正确地应用了适当的波束宽度覆盖。

例如，你的定向天线视径(最大增益/最大辐射功率的轴)为0。然后，如果你向左或向右改变一定程度，你的读数就少了大约3分贝，这就是你基本上要寻找的点。通常，在遵从性测试中，30度波束宽度在一米外提供了良好的覆盖(图2)。

这个工具可以帮助您计算天线从指定距离的最大(波束宽度)覆盖范围，以及它的半功率波束宽度。此外，该工具可以帮助您确定给定距离下已知天线增益的实际场强或功率密度(V/M)。

再次强调，较高的天线增益并不总是有利的。降低/提高增益的优势取决于应用(尽管固有的权衡保持不变)。

例如，如果你在测试一辆汽车，你将不得不多次扫描，你想要更宽的波束宽度，因为这意味着更少的测试设置。与此同时，在手机上进行类似的测试并不需要很宽的波束宽度。因此，理想情况下，更高的增益在较小的产品中更有利。

也就是说，所有天线都必bob足球客户端下载须遵守物理定律;你只能从某些天线中获得这么多增益。bob足球客户端下载

常见天线类型的典型特性

结论

天线增益是天线设计和测试的一个基本方面。了解增益是如何起作用的，以及它如何影响其他天线参数，对于节省时间和预算，以及确保最终天线按预期性能运行至关重要。

关于a.h. Systems

bob娱官网入口A.H. Systems是全球领先的合规测试天线和配件制造商之一。bob足球客户端下载A.H. Systems成立于1974年，bob娱官网入口生产价格合理，可靠的合规测试天线，前置放大器和电流探头，以满足许多测试标准，包括CISPR, MIL-STD, FCbob足球客户端下载C, EN, VDE, IEC和SAE。专注于第二天，准时交付他们的产品，A.H.系统还提供天线校准服务。bob娱官网入口以具有竞争力的价格制造高质量的产品，即时装运和精确的校准服务以及及时的技术支持是A.H.系统的基础。bob娱官网入口

为了帮助选择测量天线，计算天线增益或天线校准服务，
联系Bob官网

额外的资源:

下载本文的副本了解天线增益，波束宽度和方向性
这里有一篇相关的文章天线波束宽度在射频测试中的重要性．
这里有一个链接到我们的方便天线因子和增益计算
这篇文章提到天线波束宽度覆盖计算