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增益？求解！

提問者: 榆林分公司提問時(shí)間: 2011-12-08

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問題答案 ( 4 )

簡(jiǎn)介　　
天線增益英文名稱：antenna gain

　　天線增益是指：在輸入功率相等的條件下，實(shí)際天線與理想的輻射單元在空間同一點(diǎn)處所產(chǎn)生的信號(hào)的功率密度之比。它定量地描述一個(gè)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(guān)系，方向圖主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。天線增益是用來(lái)衡量天線朝一個(gè)特定方向收發(fā)信號(hào)的能力，它是選擇基站天線最重要的參數(shù)之一。一般來(lái)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(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量極為重要，因?yàn)樗鼪Q定蜂窩邊緣的信號(hào)電平。增加增益就可以在一確定方向上增大網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，或者在確定范圍內(nèi)增大增益余量。任何蜂窩系統(tǒng)都是一個(gè)雙向過程，增加天線的增益能同時(shí)減少雙向系統(tǒng)增益預(yù)算余量。另外，表征天線增益的參數(shù)有dBd和dBi。DBi是相對(duì)于點(diǎn)源天線的增益，在各方向的輻射是均勻的；dBd相對(duì)于對(duì)稱陣子天線的增益dBi=dBd+2.15。相同的條件下，增益越高，電波傳播的距離越遠(yuǎn)。一般地，GSM定向基站的天線增益為18dBi，全向的為11dBi。

原理

　　可以這樣來(lái)理解增益的物理含義------ 為在一定的距離上的某點(diǎn)處產(chǎn)生一定大小的信號(hào)，如果用理想的無(wú)方向性點(diǎn)源作為發(fā)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(fā)射天線時(shí)，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(lái)說，與無(wú)方向性的理想點(diǎn)源相比，把輸入功率放大的倍數(shù)�！�
　　半波對(duì)稱振子的增益為G=2.15dBi。4 個(gè)半波對(duì)稱振子沿垂線上下排列，構(gòu)成一個(gè)垂直四元陣，其增益約為G=8.15dBi( dBi 這個(gè)單位表示比較對(duì)象是各向均勻輻射的理想點(diǎn)源)�！�
　　如果以半波對(duì)稱振子作比較對(duì)象，其增益的單位是 dBd �！�
　　半波對(duì)稱振子的增益為G=0dBd （因?yàn)槭亲约焊约罕龋戎禐? ，取對(duì)數(shù)得零值。）垂直四元陣，其增益約為G=8.15 –2.15=6dBd 。

分析

　　為了比較天線接收信號(hào)的能力優(yōu)劣。把無(wú)方向性的半波振子天線(其方向?yàn)閮蓚€(gè)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(xiàn)了增益。
　　理想的全向天線的增益定義為1. 實(shí)際上所謂理想的全向天線在現(xiàn)實(shí)世界是不存在的，但是在此理想的條件下,可以很容易計(jì)算出在空間的微波功率分布情況。與發(fā)射功率相同的一個(gè)實(shí)際的天線的最大輻射指向位置測(cè)得的功率相比，就可以得出天線的增益. 順便說一下,前面先生說半波振子是全向天線，增益為1 的說法不一定妥當(dāng),它在H面上是全向的，但在E面上,主瓣半功率寬度為90度，天線增益大于1
　　天線的增益和有源電路的增益是有根本區(qū)別的。
　　天線增益的測(cè)量.
　　測(cè)試設(shè)備為信號(hào)源，頻譜儀或其他信號(hào)接收設(shè)備和點(diǎn)源輻射器。
　　1．先用理想（當(dāng)然是近似理想）點(diǎn)源輻射天線，加入一功率；然后再距離天線一定的位置上，用頻譜儀或接收設(shè)備測(cè)試接收功率。測(cè)得的接收功率為P1
　　2．換用被測(cè)天線，加入相同的功率，在同樣的位置上重復(fù)上述測(cè)試，測(cè)得接收功率為P2;
　　3．計(jì)算增益：G=10Log(P2/P1)
　　就這樣，得到了天線的增益。

計(jì)算公式

　　1）天線主瓣寬度越窄，增益越高。對(duì)于一般天線，可用下式估算其增益：　
　　G（dBi）=10Lg{32000/（2θ3dB,E×2θ3dB,H）}　
　　式中， 2θ3dB,E與2θ3dB,H分別為天線在兩個(gè)主平面上的波瓣寬度；　
　　32000 是統(tǒng)計(jì)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)�！�
　　2）對(duì)于拋物面天線，可用下式近似計(jì)算其增益：
　　G（dBi）=10Lg{4.5×（D/λ0）2}
　　式中，D 為拋物面直徑；　
　　λ0為中心工作波長(zhǎng)；
　　4．5 是統(tǒng)計(jì)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。　
　　3）對(duì)于直立全向天線，有近似計(jì)算式
　　G（dBi）=10Lg{2L/λ0}
　　式中，L 為天線長(zhǎng)度；　
　　λ0 為中心工作波長(zhǎng)；

希望能幫到樓主

回答者： OscarDon 回答時(shí)間：2011-12-08 17:17

好對(duì)我有用受教了

dwzok305 2012-09-03 11:25

1樓的也太全了.....

回答者：煙葉回答時(shí)間：2011-12-10 14:15

首先，一樓二樓的解釋的已經(jīng)相當(dāng)不錯(cuò)了。
簡(jiǎn)單點(diǎn)說，就是1mW增大到1W,擴(kuò)大了1000倍。
這1000倍，換算成dB就是10lg1000=30dB.....

回答者：無(wú)尚榮耀回答時(shí)間：2011-12-10 15:51

天線增益是指：在輸入功率相等的條件下，實(shí)際天線與理想的輻射單元在空間同一點(diǎn)處所產(chǎn)生的信號(hào)的功率密度之比。它定量地描述一個(gè)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(guān)系，方向圖主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。天線增益是用來(lái)衡量天線朝一個(gè)特定方向收發(fā)信號(hào)的能力，它是選擇基站天線最重要的參數(shù)之一。一般來(lái)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(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量極為重要，因?yàn)樗鼪Q定蜂窩邊緣的信號(hào)電平。增加增益就可以在一確定方向上增大網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，或者在確定范圍內(nèi)增大增益余量。任何蜂窩系統(tǒng)都是一個(gè)雙向過程，增加天線的增益能同時(shí)減少雙向系統(tǒng)增益預(yù)算余量。另外，表征天線增益的參數(shù)有dBd和dBi。DBi是相對(duì)于點(diǎn)源天線的增益，在各方向的輻射是均勻的；dBd相對(duì)于對(duì)稱陣子天線的增益dBi=dBd+2.15。相同的條件下，增益越高，電波傳播的距離越遠(yuǎn)。一般地，GSM定向基站的天線增益為18dBi，全向的為11dBi。

希望能得到樓主的認(rèn)可。

回答者：咖啡-Se 回答時(shí)間：2011-12-12 15:26

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