
通常情況下,由于增益的大小與無線帶寬成反比,即增益越大,其帶寬就越窄;增益越小,帶寬則較大。因此,較大增益的天線主要用于遠(yuǎn)距離傳輸,而小增益天線則更適合于無線信號(hào)大覆蓋范圍的應(yīng)用環(huán)境。目前在無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中,天線分為點(diǎn)對點(diǎn)應(yīng)用、點(diǎn)對多點(diǎn)應(yīng)用兩種,用戶可根據(jù)不同的應(yīng)用范圍選擇不同類型的無線天線,使無線信號(hào)能夠順利地被各個(gè)無線設(shè)備接收和發(fā)送。
二、天線增益的作用
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。
三、天線增益的原理
可以這樣來理解增益的物理含義: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說,與無方向性的理想點(diǎn)源相比,把輸入功率放大的倍數(shù)。
半波對稱振子的增益為G=2.15dBi。4 個(gè)半波對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)單位表示比較對象是各向均勻輻射的理想點(diǎn)源)。
如果以半波對稱振子作比較對象,其增益的單位是dBd 。
半波對稱振子的增益為G=0dBd (因?yàn)槭亲约焊约罕?,比值? ,取對數(shù)得零值。)垂直四元陣,其增益約為G=8.15 –2.15=6dBd 。
四、天線增益分析
為了比較天線接收信號(hào)的能力優(yōu)劣。把無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得的功率相比,就可以得出天線的增益。
天線的增益和有源電路的增益是有根本區(qū)別的。