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问一个关于UWB天线增益的问题

05-08
对于omnidirectional的UWB天线,为什么人们经常说增益很低,甚至是负值?
大家有没有实际测过?

那肯定增益很低啊,omnidirectional就是全向天线、无方向性天线,理论增益为0dB
而对于UWB来说,为了获得很宽的带宽,通常都是加了匹配网络,包括电阻、电感、电容等等
记住  带宽*增益=const
超宽带的获得是通过增大损耗来实现的,因此增益通常很低
0dB以下是常事,我们测过一些

损耗算上的话,增益在0dB以下是很可能的,宽带天线主要是通过降低天线的Q值来获得的
要降低Q值最直接的办法是增加损耗。

谢谢LS两位回复,想进一步讨论一下。
以单极UWB天线为例,由于它事实上是无限长双锥的演变结果,因此我不认为这类结构的宽带特性是以牺牲效率(也就是增大损耗)获得的。或者说,这类结构本质上就是宽带的,和以dipole,patch等本质上窄带的谐振型结构是不同的。
另外,澄清一下omnidirectional的含义。mavericks提到的增益为0dB的无方向天线应该是isotropic,即各向同性天线(比如点源),与omnidirectional是不同的。具有某平面“全向”性的UWB天线(比如单极结构)是具有一定方向性的,理论上增益应该是个正值--尽管很低。我想求证的是是什么原因使得增益变得很低甚至降到0以下的,如果是损耗的话,损耗来原于哪里呢?

个人的一点想法:
1.如果天线的辐射部分结构本身具有宽带特性,那馈电部分是否同样具有宽带特性呢?如果不具有的话就需要匹配了,这个会损增益,如1楼所说;
2.因为天线辐射部分本身物理尺寸固定,而带宽很宽,那么在整个频带内的口径变化是不是很大呢?若是天线电尺寸小,口径小的话增益肯定就高不了了(无源)

1.我认为“辐射结构本身的宽带特性”就已经含有了在宽带内输入阻抗为变化不大的实数的含义,也就是匹配容易
2.你说得确实很对,这也就体现在UWB天线增益往往高频段比低频段高。但从理论上讲,即使在低频已经是电小结构,但有一定方向性的前提下应该是有一定增益的。

超宽带天线研究真是热门啊

如果你的天线没有损耗、而且还有一定方向性的话
增益肯定是大于0dB的,这是天线理论
所以我想你的天线增益是由以下几个原因:
1,天线方向图完全取决于天线上的电流分布,对低频尺寸小,对高频尺寸大,因此在高频主瓣分裂可能很严重,在你所需方向上增益较低
2,你所说的增益是不是仿真值,仿真结果可能有问题,尤其是在算超宽带项目时

回LS朋友:
这个问题实际是上次别人在技术讨论的时候提出来的,当时我就不太理解。我们也做过一些UWB天线,不过只测过方向图,增益没测过。从一些文献中看也不至于低到负值。
根据你的实测经验,和你仿真差差很多吗?一般我觉得仿真的方向图和增益都不太可信。
实测增益的下降你认为是来源于材料损耗么?

据说现在有降温趋势?
这位是UESTC Prof.Wang的学生?

那肯定增益很低啊,omnidirectional就是全向天线、无方向性天线,理论增益为0dB
而对于UWB来说,为了获得很宽的带宽,通常都是加了匹配网络,包括电阻、电感、电容等等
记住  带宽*增益=const
本文来自:微波仿真论坛http://bbs.rfeda.cn -- 最专业的微波交流论坛
一楼的说法很有说服力。

个人看法,所谓的超宽带,不过是降低天线效率取得很宽的平稳的带宽,如果增益还很大,那还要谐振天线干吗?呵呵!一种天线通吃所有频段,岂不是很爽

全向天线的增益都是很低的,一般只有1、2个dB

我觉得用hfss仿真天线的方向图和增益还是比较可信的
各种天线仿真与我们实测值也比较接近
当然,前提是仿真准确
比方说,在仿真超宽带天线时,一定要分段仿真,否则方向图和增益都不准
我不知道你的uwb天线在什么频段
我做过一些1--10GHz左右的,实测方向图和增益与仿真比较吻合,仅仅是差了材料损耗这一部分
再者,目前远场天线测试,据我了解测试误差1dB是很正常的
最后,说到你的天线,如果没有匹配网络的话,增益肯定大于0dB

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