天线增益是天线知识结构中非常重要的部分,当然,它也是天线选择的重要参数之一。天线增益在通信系统的运行质量中也起着重要作用。
一般而言,增益的提高主要取决于减小垂直面上的辐射波瓣宽度,同时保持水平面上的全向辐射性能。 1.天线增益的定义:在相同输入功率下,指定方向上天线的辐射功率通量密度与参考天线的最大辐射功率通量密度之比。
→注意以下几点:(1)如果没有特别标记,则天线增益是指最大辐射方向上的增益; (2)在相同条件下,增益越高,方向性越好,无线电波传播的距离越远。覆盖的距离增加。
但是,波速的宽度将不被压缩,并且波瓣变窄,导致覆盖均匀性变差。 (3)天线是无源设备,不能产生能量。
天线增益只是有效地集中能量以在特定方向上辐射或接收电磁波的能力。 2.天线增益的计算公式。
从天线增益的定义可以理解,天线增益与天线方向图密切相关。主瓣越窄,旁瓣越小,增益越高。
2.4GHz22dBi双极/交叉极化MIMO抛物面天线(1)对于抛物面天线,增益可通过以下公式估算:G(dBi)= 10Lg {4.5×(D /λ0)^ 2} *注:D:抛物线直径λ0:中心工作波长4.5:统计经验数据2.4GHz13dBi双极全向MIMO天线-N型母连接器(2)对于垂直全向天线,还可以使用以下公式进行近似计算:G(dBi)= 10Lg {2L /λ0} *注:L:天线长度λ0:中心工作波长3.增益和发射功率无线电发射机输出的射频信号通过馈线(电缆)传输到天线,并被天线辐射以电磁波的形式。电磁波到达接收位置后,被天线接收(仅接收一小部分功率),并通过馈线发送到无线电接收器。
因此,在无线网络工程中,计算发射设备的发射功率和天线的辐射能力非常重要。无线电波的发射功率是指给定频段内的能量。
通常有两种测量或测量标准:功率(W):相对于1瓦特(Watts)线性电平。增益(dBm):相对于1毫瓦(Milliwatt)的比例水平。
→这两个表达式可以相互转换:dBm = 10xlog [功率mW] mW = 10 ^ [增益dBm / 10dBm]在无线系统中,天线用于将电流波转换为电磁波,并且在转换过程中,也可以传输它是“放大的”。接收信号的能量放大,该能量放大的量度变为“增益”。
天线增益的测量单位是“ dBi”。由于无线系统中的电磁波能量是由发射设备的发射能量和天线的放大倍数产生的,因此最好以相同的度量增益(dB)测量发射的能量,例如,发射设备为100mW或20dBm;增益为10dBi,则:总发射能量=发射功率(dBm)+天线增益(dBi)= 20dBm + 10dBi = 30dBm或:= 1000mW = 1W [3dB法则]→在系统中,每个dB是非常重要的,尤其要记住“ 3dB规则”。
每次增加或减少3dB意味着功率将增加或减少一半:-3dB = 1/2功率-6dB = 1/4功率+ 3dB = 2x功率+ 6dB = 4x功率例如100mW无线传输功率为20dBm,无线传输功率为50mW为17dBm,200mW传输功率为23dBm。