关于天线增益,你真的了解吗?
天线增益实际上是一个相对值,有没有增益,增益多少,要看跟谁比较;对于天线来说,增益是在某个方向上相对于点辐射源或者半波振子来比较出来的。如图一:
图一
为了准确描述上图中2.15dB这个量,于是引入了增益这个参数。
「天线增益」官方定义如下:
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。
增益的单位:
dBi:是相对于理想点源(实际不存在的)相比较。
dBd:是相对于单一半波对称振子相比较(相对于理想点源增益为2.15dB)
在无线通讯中,提高天线增益是除了提高模块发射功率外,增加通讯距离的最有效手段,那么如何提高天线增益?
答案是——朝着我们需要的方向使劲“拍扁”、“挤兑”它,见图二:
图二
1、如何才能“拍扁”呢?
——增加天线单元振子。通常情况下天线增益越高体积越大。如图三
图三
如何才能“挤兑”他呢?——增加反射板
图四
上图中反射板的作用是把左边的辐射能量搬运到右边,使得天线右边辐射能力更强,增益更高(这类天线通常叫做定向天线)。
如何选择天线增益参数?
天线增益越高,覆盖的距离增大,但同时会压窄波束(辐射区域)宽度,导致覆盖的均匀性变差。天线增益的选取应以波束和目标区相配为前提,为了提高增益而过分压窄垂直面波束宽度是不可取的。如下图示:增益越高,垂直方向上波束宽度越窄;反之亦然。
图五
最佳方法是通过优化方案,实现目标辐射区域外信号强度快速下降、压低旁瓣和后瓣,采用低损耗、低VSWR的馈电网络等途径来提高天线增益才是正确的。