关于HFSS中方向系数、增益的定义

今天仿一个天线，增益比较大，10dB左右吧，看看方向图，方向性并没有很强，所以怀疑软件出来的Gain值到底是不是一般天线书上的那个定义。
从help里查到：
directivity = 4*pi*U/Prad
其中Prad为辐射功率，如果换为入射功率，算出来的则是Gain。
U为辐射强度，U = |E|^2 * r^2 /120pi
把U代进入就可以得到
directivity = |E|^2 * r^2 / 30Prad ，这个公式与周朝栋《天线与电波》P16式(1-3-13)刚好差一倍，书上分母是60Prad ，也就是说软件所得增益或方向系数其实还应该除以2 ，那我以前做的天线，说的那个Gain结果岂不是都错了，不明白为什么会不一致，大家讨论讨论。

看help中有这么一句话：HFSS calculates the radiation intensity in the direction in which it has the maximum value.
所以是不是这里的E是最大值，而《天线与电波》书上是一个有效值的问题E'=E/sqrt（2）?

谢谢小编的提示，你是搜索Max U搜到的吧?不过我觉得这句话的意思应该是在最大辐射方向求的辐射强度，即Umax（由这个值求得的D也是最大辐射方向上的D，这也是周朝栋书上的默认定义），是跟其他方向相比来说的，而不是取最大幅度还是取有效值的问题。书上应该也是幅度即三角函数前面的那个值，而不是有效值。
哎，说不大清楚，相信明白人能看懂吧呵呵

谁来解释一下啊，期待中。感觉这个问题不是小问题啊

我觉得HFSS这个的定义是对的，与约翰克劳斯的《天线》里的定义应该是一致的，至于你说的那本书我没有，不知道怎么定义的

谢谢楼上的^_^，我也希望并且相信HFSS不会犯这样的错误，但那个书同样也不至于犯这样的错误，但二者看上去不一致令人费解。有时间的人一起来研究研究吧

首先“波硬挺P＝e×h/120×pi
所以应该hfss是对的

之所以有60pi的说法
我想他是吧平面波里面的平均波硬挺矢量＝e^2/240pi
拿来算辐射的功率了
平均波硬挺矢量是对一个周期变化的场求的一个平均值，他只是反映功率密度在某个面上的周期积分值，相当于求的是单位时间辐射的功率密度
如果用它，Prad 也应该相应变化，用平均波硬挺
而波硬挺矢量，就是e×h共轭那个是瞬时的
两者都有用的

zmhai 斑竹，说的很有道理啊
在谢老师的《电磁场和电磁波》7.2节是有这么一句话“上一章得出的波印廷矢量是瞬时值，表示瞬时功率流密度矢量。在正弦电磁场中，计算平均功率流密度矢量更有意义”

对HFSS求得的Directivity和Gain的值，我也一直有疑问。
Directivity应该是没问题的，求解用的是Radiated Power，指poynting在辐射边界上的面积分后在取实部，即辐射的总功率。
Gain用的是Accepted Power（问题在这里），指在激励端口上的面积分，在求解中这个Accepted Power的值都是比Radiated Power小（不理解），Gain也就总比Directivity大，而由此求得的Radiation Efficiency都是大于1的，这个明显与天线理论不符。不知道问题出在什么地方。我觉得Gain直接用用Incident Power求是不是就对了?
另：小编说的Gain相差的2倍的问题应该是不存在的。

就是说书上用的辐射功率是由坡印廷矢量的平均值来算的?HFSS由瞬时值来算的?这感觉说不通啊，辐射功率肯定是积分得来的啊，不可能只用最大值去算啊，可能是我理解有问题吧，还是不明白。

看看HFSS的help中关于Prad的计算公式问题就都解决了：Prad=re{§E×H*.ds}，注意这里没有乘以1/2，因此应该是真正辐射功率的2倍，所以前面的系数是30而不是60。最终结果是一致的。
只能怪HFSS定义的公式不严密，比如U = |E|^2 * r^2 /120pi也不对，应该是：U = |E|^2  /120pi，r^2是后面求单位面积的辐射功率时的球面积4*pi*r^2里面的。但不影响最终结果。

明白了。谢谢flyrock！这个网上的牛人真多，大家多交流才能更快的解决问题！谢谢上面的各位xdjm！

更正一下你说的，其实HFSS里U的定义是对的，U是辐射强度，公式就是U = |E|^2 * r^2 /120pi，辐射强度是每单位立体角内由天线辐射的功率，与玻印廷矢量（幅值）S反比于自天线的距离的平方不同，辐射强度U与此距离无关。

谢谢更正！
“与玻印廷矢量（幅值）S反比于自天线的距离的平方不同，辐射强度U与此距离无关。”这句不理解。

我的理解：E反比于r，S正比于E平方，所以S反比于r 平方。而U同时是E和r 的函数，E和r 相乘刚好把r 消掉，所以U与r 无关了吧。

fox的理解力真强！受教了
远场确实有这样的关系。当初是直接把U理解为poynting的幅值了，感觉辐射强度应该和某一方向的辐射功率密度是一样的。这样公式的实际意义感觉好理解些。

呵呵，又重温了一下电磁场和天线的知识，多谢各位！

Nod, you got it！

受益菲浅，顶一个！

多谢分析
受益良多

看了一下help,定义的

,
这样算下来D的分母是60呀.