关于驻波比、增益、方向图、方向性系数、效率之间的关系的思考

 
方向图与方向性系数D 
 
天线方向图的形状、最大辐射方向等参数，由天线的结构参数确定的，因为天线的结构固定了之后，计算天线上电流分布的方程就固定+边界条件也固定=解就是一定的。所以场形是固定的。方向性系数的大小D也就固定了。 
1/4波长的单极接地天线，方向性系数=3.28 ，H<λ的直立天线，方向性系数约为3 
 
天线的总效率η=ηA*ηB 
 
ηA为辐射效率=辐射功率/输入功率  
 
这部分由天线的结构和天线近场的环境决定（如天线接地面积的大小，天线的净空间），与匹配无关；由于天线产生的磁场作用于地表面，将在地表面引起电流，此电流会引起损耗为磁损耗，对于接地天线如PIFA、MONOPOLE天线，大地本身也是天线的一部分，电流流经大地也会产生损耗，为电损耗。总之，大地的损耗将造成天线辐射效率的降低。  
 
ηB为馈电效率=1-|Γ|2     这部分是由天线的匹配决定，反射功率多，反射系数Γ大,VSWR高，灌到天线里的功率就会很小，辐射出去的功率也会小，因此，VSWR高，天线的馈电效率会降低，天线总效率相应也会降低。 
 
增益G=ηD  
 
结构固定天线的增益，由效率来决定天线增益的大小。 
 
ETS暗室可以把G 、D、η 的值都测出来，但一般增益图上所看到的增益是G，而不是方向性系数D ，因此天线总效率低，即使方向性系数D高，那么天线的增益G也会低。 
 
因此说天线匹配没有调好，VSWR高会影响天线的总效率η和增益G，但不会影响方向性系数D和方向图的形状。 
 
HFSS  CST等仿真软件上仿真出来数据应该的是考虑总效率（包括辐射效率和馈电效率）之后的增益，而不是仅仅是方向性系数D。 
 
  以上是个人的一点理解，希望能和大家一起探讨~~ 

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不错

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说的太好了

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顶！

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恩恩，说的好。HFSS里面有参数gain和realized gain，前面的应该是不考虑阻抗失配即不考虑馈电效率的增益，后者是考虑后的增益。所以，我们在看做仿真的时候最好要看realized gain，但是现在看到的很多文章发表时给的多是前者。

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