天線增益是衡量覆蓋方向天線輻射性能的一個參數(shù)。 高增益天線將優(yōu)先向特定方向輻射。天線增益是一種無源現(xiàn)象—功率不是由天線增加的，而是簡單地重新分配以提供各向同性，天線在某一方向上發(fā)射的更大輻射功率。 增益通用dBi 和dBd來衡量。

·         dBi是天線各相同方向的增益（如全向天線）

·         dBd是參考偶極（定向）天線的增益

        現(xiàn)實中半波偶極子被作為參考而不是均向輻射體。 增益用dBd (偶極子上的分貝)表示:

                         DBd與dBi之間關(guān)系如下：  dBi= dBd + 2.15

          天線設(shè)計中在確定增益時必須考慮天線的應(yīng)用場景。

·         高增益天線具有距離遠、信號質(zhì)量好的優(yōu)點，但部署時必須注意其覆蓋方向；

·         低增益天線的覆蓋較短，但天線的方向性相對要求較低。

1.天線增益與偶極子

      為了將輻射功率集中到水平線周圍區(qū)域，半波偶極子垂直排列并與每個倍增的偶極子數(shù)同步組合

•       半功率波束寬度約為（總功率）一半；

•       增益在主方向上增加3分貝

        下圖顯示了偶極子波束寬度和各自增益的垂直排列

        在水平面上每減小波束寬度的一半就可產(chǎn)生一個波束，增益增加3分貝(理論值)。

     天線增益是“垂直”和“水平”增益之和；

2.天線增益計算

       下圖中天線和偶極子以垂直極化方式排列。圖中天線垂直方向有8個偶極子，各為9dB。 在水平面內(nèi)，由于天線背面的反射增加3 dB，每一列8偶極子。天線增益計算如下：

•       水平方向 8個偶極子，增益9 dB；

•       背面（反映）增益3 dB；

•       垂直方向兩組8個偶極子增益3 dB；，

            總增益：9 +3 +3 = 15 dB（偶極子天線）

       如果我們想把它轉(zhuǎn)換成全向同性天線，那必須增加2.15 dB偶極子增益，天線增益dBi = 15 +2.15dB =17.15 dB：

3.天線波束計算

        偶極子在垂直面上有78度的波束，倍增偶極子使波束寬度減半。對于垂直的2個偶極子，使垂直的波束寬度達到32度，8個偶極子使波束寬度達到7度。 在設(shè)計天線的時候，有些波束功率在副波瓣會被浪費掉。

與垂直向水平波束寬度相同，兩者垂直向水平角度為90度。這種天線的規(guī)格如下:

•       垂直波寬度=90度

•       水平波寬度=7度

•       天線增益=17.15 dBi

原文來自：http://www.techplayon.com/antenna-gain-and-antenna-beam-calculation/