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影响天线增益的因素-增益跟天线的匹配情况无关?

05-08
我的理解:
匹配是要使天线的输入功率尽量多的馈入天线。
而天线的增益计算跟馈入天线的那部分功率有关。
这就是说天线的增益跟匹配无关,那影响天线增益的主要因素有哪些呢?
天线的方向性是一个,其他的呢?
希望高手解答,感激不尽!

gain = efficiency * directivity
天线效率和导体损耗、介质损耗等有关。

关于匹配网络对天线增益的影响 要看你说的是哪个增益了。
主要是realized gain 和gain 的区别,前者要考虑匹配的好坏,后者不考虑匹配(假设匹配是共轭)
gain 通常大于等于realized gain。 在仿真软件 如HFSS里也有这两个gain的区别,就是看要不要假设端口共轭匹配无反射。
如图
1993 IEEE Standard Definitions of Terms for Antennas


有个地方不理解,我觉得方向性是体现了增益 而不是影响增益的一方面,当然方向性好了 增益也就高了,我觉得这两个是并列关系吧

谢谢指导,跟匹配无关的话增益就是指Gain了。

谢谢指教,按照这个公式,是不是天线结构跟材料定了,增益只跟方向性有关了?

是的,有人进一步引伸,认为天线辐射的功率没有全部照到有用的地方,比如说3扇区基站天线水平面方向+/-60度以外的功率除了对软切换有点用外基本是其它扇区的干扰,垂直方向照到其它小区的功率也是干扰。他们定义了波束效率,乃至有效增益之类的一些指标,没有流行开。

天线辐射部分的结构,决定天线的辐射性能,即决定天线的辐射方向性D
G=D*效率
效率是什么意思呢,效率=辐射出的功率/输入的功率。效率的大小是由损耗来决定的。也就是说,
匹配网络的作用是端口特性。是保证能量在需要的频段能够输入天线,而不是反射回来。往往匹配网络中的器件会来带损耗。
也就是说,在失配情况下,如果没有匹配,能量完全无法输入天线,效率很低,纵然方向性D再高,G也不存在。
有了匹配之后,就是在加入损耗的代价,让更多能量输入天线,得到一定的效率值,获得G
当然最好的情况,就是效率为100%(设计天线结构本身在需要频段正常工作),天线方向性D=G,一般难于实现。
主要要看天线设计的需要。有的情况下,如低频宽带通信天线2-30Mhz,30-88-MHz,在低频处增益就不可能高,一般为-15dbi

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