天线增益简介概要
天线增益
天线增益(续)
天线增益跟有效面积的关系是
G
4Ae
2
4f Ae c2
2
G=天线增益 Ae =有效面积 f=载波频率 c =光速(3108 m/s) =载波的波长
3
天线增益
天线增益
可用来度量天线的指向性，以理想的等向性天线任 一方向的输出功率为参考基准，天线在指定方向的 输出功率定义为天线增益
形状有关
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天线增益可用来度量天线的指向性，以 理想的等向性天线任一方向的输出功率 为参考基准，天线在指定方向的输出功 率定义为天线增益。例如：假设一个增 益为3 dB的天线表示此天线比等向性天 线在该方向的功率多3 dB(功率2倍)。增 加在一特定方向的幅射能量表示会牺牲 其他方向的幅射能量，也就是说，降低 其他方向的幅射能量以增加某一方向的 能量，特别要注意的是天线增益不表示 输出能量比输入能量多，而是指向性的 一种度量罢了。
天线增益表示概要
天线增益表示1、dBmdBm是一个表征功率绝对值的量，计算公式为：10lgP（功率值/1mw）。
[例1] 如果发射功率P为1mw，折算为dBm后为0dBm。
[例2] 对于40W的功率，按dBm单位进行折算后的值应为：10lg （40W/1mw=10lg（40000）=10lg4+10lg10+10lg1 000=46dBm。
2、dBi 和dBddBi和dBd是表征增益的量（功率增益），两者都是一个相对值，但参考基准不一样。
dBi的参考基准为全方向性天线，dBd的参考基准为偶极子，所以两者略有不同。
一般认为，表示同一个增益，用dBi表示出来比用dBd表示出来要大2. 15。
[例3] 对于一面增益为16dBd的天线，其增益折算成单位为dBi时，则为18.15dBi（一般忽略小数位，为18dBi）。
[例4] 0dBd=2.15dBi。
[例5] GSM900天线增益可以为13dBd（15dBi），GSM1800天线增益可以为15dBd（17dBi。
3、dBdB是一个表征相对值的量，当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时，按下面计算公式：10lg（甲功率/乙功率）[例6] 甲功率比乙功率大一倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。
也就是说，甲的功率比乙的功率大3 dB，则功率大一倍。
[例7] 7/8 英寸GSM900馈线的100米传输损耗约为3.9dB。
[例8] 如果甲的功率为46dBm，乙的功率为40dBm，则可以说，甲比乙大6 dB。
[例9] 如果甲天线为12dBd，乙天线为14dBd，可以说甲比乙小2 dB。
4、dBc有时也会看到dBc，它也是一个表示功率相对值的单位，与dB的计算方法完全一样。
一般来说，dBc 是相对于载波（Carrier）功率而言，在许多情况下，用来度量与载波功率的相对值，如用来度量干扰（同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等）以及耦合、杂散等的相对量值。
天线增益相关知识
h t t p ://ww w.m s cb s c.c o mh t t p ://ww w.m s cb s c.c o m/a s kp r o/本文档来源于移动通信网(mscbsc)技术问答，原文地址：/askpro/question5283天线增益是什么意思?对天线增益概念理解有点模糊,哪位给详解一下?--------------- 提问者：chgfagy 提问时间：2009-05-19 18:14:00————————————————————————————答：1、增益是用来表示天线集中辐射的程度。
其在某一方向的定义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场强的平方之比，即功率之比。
增益一般与天线方向图有关，方向图主瓣越窄，后瓣、副瓣越小，增益越高。
增益的单位用“dBi”或“dBd”表示。
2、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，增益的提高主要是依靠减少垂直面向辐射的波束宽度，而在水平面上保持全向的辐射特性。
天线增益对移动通信系统运行极为重要，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。
可以这样来理解增益的物理含义 ------ 为在一定的距离上的某点处产生一定大小的信号，如果用理想的无方向性点源作为发射天线，需要 100W 的输入功率，而用增益为 G = 13 dB = 20 的某定向天线作为发射天线时，输入功率只需 100 / 20 = 5W 。
换言之，某天线的增益，就其最大辐射方向上的辐射效果来说，与无方向性的理想点源相比，把输入功率放大的倍数。
半波对称振子的增益为 G=2.15dBi。
4 个半波对称振子沿垂线上下排列，构成一个垂直四元阵，其增益约为 G=8.15dBi( dBi 这个单位表示比较对象是各向均匀辐射的理想点源 )。
天线增益及计算
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。
可以这样来理解增益的物理含义 ------ 为在一定的距离上的某点处产生一定大小的信号，如果用理想的无方向性点源作为发射天线，需要 100W 的输入功率，而用增益为 G = 13 dB = 20 的某定向天线作为发射天线时，输入功率只需 100 / 20 = 5W 。
换言之，某天线的增益，就其最大辐射方向上的辐射效果来说，与无方向性的理想点源相比，把输入功率放大的倍数。
半波对称振子的增益为 G=2.15dBi。
4 个半波对称振子沿垂线上下排列，构成一个垂直四元阵，其增益约为 G=8.15dBi( dBi 这个单位表示比较对象是各向均匀辐射的理想点源 )。
如果以半波对称振子作比较对象，其增益的单位是 dBd 。
半波对称振子的增益为 G=0dBd （因为是自己跟自己比，比值为 1 ，取对数得零值。
）垂直四元阵，其增益约为 G=8.15 – 2.15=6dBd 。
天线增益的若干计算公式1）天线主瓣宽度越窄，增益越高。
对于一般天线，可用下式估算其增益：G（dBi）=10Lg{32000/（2θ3dB,E×2θ3dB,H）}式中， 2θ3dB,E与2θ3dB,H分别为天线在两个主平面上的波瓣宽度；32000 是统计出来的经验数据。
2）对于抛物面天线，可用下式近似计算其增益：G（dBi）=10Lg{4.5×（D/λ0）2}式中， D 为抛物面直径；λ0为中心工作波长；4.5 是统计出来的经验数据。
3）对于直立全向天线，有近似计算式G（dBi）=10Lg{2L/λ0}式中， L 为天线长度；λ0 为中心工作波长；。
天线增益效率
天线增益/效率
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天线增益是指天线将发射功率往某一指定方向发射的能力。
天线增益定义为：某一指定方向，在场强或辐照度不变且距离相同的情况下，此时用无方向性天线发射时天线所需的输入功率Pi0，与采用定向天线时所需的输入功率Pi之比，常用“Ｇ”表示。
即：G＝Ρί 0/Ρί。
该比值的单位是分贝。
无特指的情况下，天线增益指最大辐射方向。
特定的极化也可以使用天线增益这个参数。
根据天线增益的定义，天线增益可以理解为：为了使在观察点获得相等的电磁波功率密度，具有方向性天线所需的发射功率要比无方向性天线所需的发射功率小G 倍。
天线本身是一种无源器件，就其对传输而言存在一定的损耗。
这种损耗通常用天线的效率来衡量。
所谓天线效率就是指天线的辐射功率Pf与输入功率Pi之比。
常用“η”来表示，即：η＝Ρƒ/Ρί。
天线顶点增益
天线顶点增益天线顶点增益是衡量天线性能的重要指标之一，它反映了天线在特定方向上接收或辐射信号的能力。
天线的增益可以用来描述天线与理想点源天线之间的差异。
在无线通信中，天线的顶点增益对信号质量和覆盖范围具有重要影响。
1. 什么是天线顶点增益？天线顶点增益，也称为向辐射方向的峰值增益，是天线在特定方向上的最大辐射功率与理想点源天线辐射功率之比。
它是一个相对值，通常以分贝（dB）为单位进行表示。
2. 天线增益的作用天线增益的提升可以改善无线通信系统的传输性能和覆盖范围。
高增益天线可以增强信号的接收强度和传输距离，提高信号质量和数据传输速率。
在信号弱、干扰较多的环境中，天线的增益对于提升系统性能至关重要。
3. 天线增益的影响因素天线增益受多个因素的影响，包括天线的设计、形状、尺寸、频率等。
以下是一些常见的影响因素：- 天线的方向性：天线方向性越强，增益越高。
- 天线长度：通常，天线长度与操作频率成正比，较长的天线具有较高的增益。
- 天线形状：不同形状的天线具有不同的增益特性，如定向天线、全向天线等。
- 天线材料：天线材料的选择和性能也会对增益产生一定的影响。
4. 如何提高天线增益要提高天线的增益，可以采取以下措施：- 选择合适的天线类型：根据具体需求选择定向天线、全向天线或其他类型的天线。
- 优化天线设计：设计合理的天线尺寸、形状和结构，以达到更高的增益效果。
- 使用天线增益辅助设备：如增益放大器等，可以进一步增强天线的接收和辐射能力。
- 考虑天线安装位置和环境：选择合适的安装位置，并避免遮挡物和干扰源，以减少信号衰减和干扰。
5. 天线增益的应用领域天线增益广泛应用于各种无线通信系统和设备中，包括移动通信、卫星通信、雷达系统、无线电广播等。
在这些应用中，天线的顶点增益对于信号覆盖、通信质量和数据传输具有重要影响。
总结：天线顶点增益是衡量天线性能的重要指标，通过提高天线的增益可以改善无线通信系统的传输性能和覆盖范围。
天线平均增益
天线平均增益天线平均增益是指天线在各个方向上所有水平方向（或垂直方向）的增益值的平均值。
在无线通讯领域，天线的性能是关键因素之一。
天线的性能评价除了评估其频率响应、阻抗匹配、直线度、角度误差等指标外，还需要考虑到天线的增益值，即天线将射出信号与收到信号转换的功率变化比例。
天线增益是指天线的辐射方向性和电子性能导致的被辐射功率相对于同一功率下的理想点源而言的对应值的比例。
天线平均增益是指在单个方向上的增益值取平均后的平均值。
天线增益的计算需要考虑到天线的方向性和电特性，以及噪声功率指数等因素。
直线度、失谐等因素常常带来天线的频率转移损失，进而影响到天线的性能。
根据定义，天线平均增益与天线本身的方向性、谐振频率、阻抗匹配以及天线与信号源之间的距离等因素息息相关。
天线的方向性是指天线在某个方向上的增益值相较于天线其它方向上的增益值有多少倍的变化。
有些天线具有极好的方向性，比如方向天线，可以希望在某个方向上获得高增益而在其它方向上获得较小增益。
另一方面，有些天线可以为多个方向提供同样的增益，比如圆形或全向天线。
天线的谐振频率也会影响到其增益值。
天线的谐振方式一般取决于其几何形状、材料插入损耗等因素，通常表现为天线本底噪声功率值在哪个频谱范围内具有较高的增益。
因此，对于指定的入射电磁波频率，选取合适的天线会使得信号被更好地捕获，从而达到更好地传播和接收效果。
阻抗匹配是指天线的输入电阻和传输线路（如同轴电缆）之间的匹配程度。
如果阻抗匹配较差，则会导致从转化器/发射机到天线的能量退回传输线路，从而引起大量信号损失。
做好阻抗匹配可以使天线获得良好的频率响应和谐振特性。
天线与信号源之间的距离也需要被考虑到。
在通讯中，近场是指天线和目标之间距离小于信号波长的一半。
天线的增益值与入射波的相对半角度有关，并且随着距离的逐渐增大而减小，因为在近场内，信号强度减少得会特别快，这种减少在远场区域将明显缓慢。
在远场区域，天线可以被看作是一个集所有方向上信号并指向一个方向的立体角体。
天线平均增益
天线平均增益天线平均增益是衡量天线性能的重要指标之一。
在通信系统中，天线是传输信号的重要组成部分，它将电磁波能量转换成电信号或将电信号转换成电磁波能量，起到信号的接收和发射作用。
而天线的平均增益就是衡量天线在接收或发射信号方面的性能的一个指标。
天线平均增益的概念是基于天线的辐射特性而提出的。
通过测量和计算，我们可以得到天线在某一方向上运行时与相同功率的参考天线的辐射强度比值，即为天线的增益。
而天线平均增益则是指天线在水平面上所有方向增益的平均值。
天线平均增益是天线性能指标之一，其中最重要的参数是短波反射、阻抗匹配、增益、方向性、频率响应等。
通常，天线平均增益是描述天线性能最好的参数之一。
它能够指出一个天线在特定频率上的大致性能，以及它能够在哪些范围内有效地通信。
在选择天线时，天线的平均增益是非常重要的指标之一。
通信系统选择适合的天线往往会影响通信质量和通信距离等因素。
天线平均增益的大小与天线的发射和接收能力有关。
对于一定的天线，在其有效收发区域内，天线平均增益越大，其发射和接收能力就越强，其通信距离也就越远。
因此，天线的平均增益可以看作是衡量天线传输能力和质量的一个指标。
在实际应用中，天线平均增益往往是衡量天线性能的重点，一些性能好的天线的平均增益可以达到30dB以上。
很明显，随着通信市场的发展，通信技术也不断更新，对天线的性能要求也不断提高。
因此，天线设计和技术也在不断升级和发展。
我们可以看到，无线通信在现代社会中已经普及，而天线平均增益一直是无线通信有关领域的重要研究方向之一。
为了提高通信质量和通信距离，未来的天线将会越来越精细化和高效化，其平均增益也将会逐渐提高。
综上所述，天线平均增益是衡量天线性能的一项重要指标。
它可以有效地反映天线的传输能力和通信质量，被广泛应用于通信系统中。
而随着通信技术的不断发展，在未来，天线平均增益将成为天线技术领域中最重要的技术指标之一。
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天线增益
目录
编辑本段简介
天线增益英文名称：antenna gain
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，表征天线增益的参数有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11dBi。
编辑本段原理
可以这样来理解增益的物理含义------ 为在一定的距离上的某点处产生一定大小的信号，如果用理想的无方向性点源作为发射天线，需要100W 的输入功率，而用增益为G = 13 dB = 20 的某定向天线作为发射天线时，输入功率只需100 / 20 = 5W 。
换言之，某天线的增益，就其最大辐射方向上的辐射效果来说，与无方向性的理想点源相比，把输入功率放大的倍数。
半波对称振子的增益为G=2.15dBi。
4 个半波对称振子沿垂线上下排列，构成一个垂直四元阵，其增益约为G=8.15dBi( dBi 这个单位表示比较对象是各向均匀辐射的理想点源)。
如果以半波对称振子作比较对象，其增益的单位是dBd 。
半波对称振子的增益为G=0dBd （因为是自己跟自己比，比值为 1 ，取对数得零值。
）垂直四元阵，其增益约为G=8.15 – 2.15=6dBd 。
天线增益的若干计算公式:
1）天线主瓣宽度越窄，增益越高。
对于一般天线，可用下式估算其增益：
G（dBi）=10Lg{32000/（2θ3dB,E×2θ3dB,H）}
式中，2θ3dB,E与2θ3dB,H分别为天线在两个主平面上的波瓣宽度；32000 是统计出来的经验数据。
2）对于抛物面天线，可用下式近似计算其增益：
G（dBi）=10Lg{4.5×（D/λ0）2}
式中， D 为抛物面直径；
λ0为中心工作波长；
4.5 是统计出来的经验数据。
3）对于直立全向天线，有近似计算式
G（dBi）=10Lg{2L/λ0}
式中，L 为天线长度；
λ0 为中心工作波长；。