如何计算和增加天线增益

想象一个完美的球形天线。它在各个方向上辐射能量相等，在垂直和水平方向上均匀地提供相同的电磁强度。它被称为各向同性辐射体扰流板-它不存在。与这种理想主义和假设的模型不同，现实世界中的每个天线都有一定的方向性，并在给定的方向上发射更多的能量。如何测量这种集中的功率被称为天线增益。

什么是天线增益?

天线增益是测量天线向任何方向辐射信号的能力，与理论的各向同性辐射器相比。天线增益通常以分贝相对于各向同性(dBi)给出。虽然它与指向性密切相关，但它也考虑了天线的效率。

天线增益=指向性+效率

因为各向同性辐射器在所有方向上均匀地发出相同能量的辐射，所以它被称为“无增益”，即0 dBi。这个值只有在不浪费任何传输功率的情况下才能实现，这对于受电阻等因素影响的真实天线来说是不可能的。然而，良好的设计可以确保天线的增益与其应用需求保持一致。

高增益好还是低增益好?

增益似乎是你更想要的东西，对吧?当然，更高的增益意味着更强的信号和更好的连接——但并不总是如此。在某些应用程序中，增益可能过大。这完全取决于如何使用天线。

击中远距离接收器的最佳选择绝对是高增益天线。因为信号要传播很远的距离，所以需要加强并直接指向目标。

但是，如果您需要在更广的区域(例如，体育酒吧中的无线网络)均匀地接收信号，则不需要太多增益。这是因为增益是从一个方向获取能量，然后在另一个方向增强能量。如果应用程序需要全向访问，则低增益更好。简单地说:增益越高，信号走得越远。增益越低，场模式越宽。

确定理想增益的其他考虑因素是位置和信号源。高增益天线在高处或平坦无障碍物的地方是理想的。如果你不确定信号来自哪里(比如移动设备)，低增益天线可能是更好的选择。

如何计算天线增益

测量某物的增益天线，将信号传输时的功率与由各向同性辐射器传输的相同信号的功率进行比较。天线增益计算公式为:

G_dBi= 10日志₁₀(G)

如何增加天线增益

如果您的应用程序将受益于更高的增益，有几种方法可以增加增益:

1. 尺寸:更大的天线可以捕获更多的无线电波。
2. 数量:多个天线可以将它们的信号组合在一起(也称为天线阵列)。
3. 表面:反射表面可以将波转向天线。
4. 形状:天线类型例如八木天线，设计用于更高的增益。

用仿真预测天线增益

仿真软件，如Ansys基于向工程师们展示了他们的设计变化是如何影响天线增益的。一旦确定，他们就可以调整以增加或减少增益，确保天线在建造之前满足规定的要求。了解更多关于通过仿真优化天线设计。