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      增益車載天線增益原理
      2020-12-07
        作為增益天線的基本屬性,在一般情況下,增益的強弱將影響到天線輻射或接收無線信號的能力。也就是說,在同等條件下,增益越高,無線信號傳播距離就越遠。增益的單位為dBi,室內天線大多為4dBi~5dBi,室外天線大多為8.5dBi~14dBi。

        通常情況下,由于增益的大小與無線帶寬成反比,即增益越大,其帶寬就越窄;增益越小,帶寬則較大。因此,較大增益的天線主要用于遠距離傳輸,而小增益天線則更適合于無線信號大覆蓋范圍的應用環境。目前在無線網絡應用中,天線分為點對點應用、點對多點應用兩種,用戶可根據不同的應用范圍選擇不同類型的無線天線,使無線信號能夠順利地被各個無線設備接收和發送。

        二、天線增益的作用

        天線增益是指:在輸入功率相等的條件下,實際天線與理想的輻射單元在空間同一點處所產生的信號的功率密度之比。它定量地描述一個天線把輸入功率集中輻射的程度。增益顯然與天線方向圖有密切的關系,方向圖主瓣越窄,副瓣越小,增益越高。天線增益是用來衡量天線朝一個特定方向收發信號的能力,它是選擇基站天線最重要的參數之一。一般來說,增益的提高主要依靠減小垂直面向輻射的波瓣寬度,而在水平面上保持全向的輻射性能。天線增益對移動通信系統的運行質量極為重要,因為它決定蜂窩邊緣的信號電平。增加增益就可以在一確定方向上增大網絡的覆蓋范圍,或者在確定范圍內增大增益余量。任何蜂窩系統都是一個雙向過程,增加天線的增益能同時減少雙向系統增益預算余量。

        三、天線增益的原理

        可以這樣來理解增益的物理含義:在一定的距離上的某點處產生一定大小的信號,如果用理想的無方向性點源作為發射天線,需要100W 的輸入功率,而用增益為G = 13 dB = 20 的某定向天線作為發射天線時,輸入功率只需100 \/ 20 = 5W 。換言之,某天線的增益,就其最大輻射方向上的輻射效果來說,與無方向性的理想點源相比,把輸入功率放大的倍數。

        半波對稱振子的增益為G=2.15dBi。4 個半波對稱振子沿垂線上下排列,構成一個垂直四元陣,其增益約為G=8.15dBi( dBi 這個單位表示比較對象是各向均勻輻射的理想點源)。

        如果以半波對稱振子作比較對象,其增益的單位是dBd 。

        半波對稱振子的增益為G=0dBd (因為是自己跟自己比,比值為1 ,取對數得零值。)垂直四元陣,其增益約為G=8.15 –2.15=6dBd 。

        四、天線增益分析

        為了比較天線接收信號的能力優劣。把無方向性的半波振子天線(其方向為兩個圓)的靈敏度定位0db,相比之下,靈敏度高方向性好的天線就出現了增益。

        理想的全向天線的增益定義為1,實際上所謂理想的全向天線在現實世界是不存在的,但是在此理想的條件下,可以很容易計算出在空間的微波功率分布情況。與發射功率相同的一個實際的天線的最大輻射指向位置測得的功率相比,就可以得出天線的增益。

        天線的增益和有源電路的增益是有根本區別的。

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