《B、dB、dBm、dBi、dBd、dBc的含义与区别!》中提到了天线增益,今天我们将更深一步的理解天线增益和有效辐射功率。
首先需要说明的是,天线增益与放大器增益是不一样的。放大器是有源器件,可以增加信号的幅度或功率,放大所需的功耗由能源提供。
天线是无源器件,并不会增加信号的功率,而经常说的天线增益是相对于某一参考天线来说的。也就是说100W的功率馈给天线并不会得到大于100W的辐射能量。而是以牺牲其他方向为代价,天线将辐射能量集中到特定方向,从而得到了相对于参考天线的增益。
在输入功率相等的情况下,天线增益是指实际天线和参考天线在空间同一点处的功率密度之比。以各向同性天线(isotropic antenna)或偶极子天线(dipole antenna)为参考,得到天线增益的单位分别为dBi和dBd。
相比于各向同性天线,半波偶极子天线是有增益的,可以表示为2.15dBi。也就是说若以dBd来表示天线增益时,数值会变小。例如:增益为5dBd的天线增益还可以表示为7.15dBi。
关于天线增益,举一个例子加以说明:
一张暴露年龄的图
当把手电筒前面的聚光罩拿掉,灯泡发出的光会比较分散,能照射的距离较近。而装上聚光罩,灯泡发出的光被聚束到一定的范围,所能照射的也就更远乐,看起来手电筒更亮。这个过程中,灯泡发出的能量并没有增加,而是将其他方向上的光聚集起来,朝着前面较小范围照射,从而得到了“增益”。
天线增益描述的是天线将功率集中辐射的程度,因此与天线方向图密切相关。一般来说天线方向图主瓣越窄、副瓣越小,则增益越高。
有效辐射功率
Effective Radiated Power,ERP
等效全向辐射功率
Effective Isotropic Radiated Power,EIRP
有效辐射功率定义为天线增益和输入功率的乘积。举例:一个100W的发射机连接到增益为9dBd的天线上,系统传输线和接头损耗为3dB,计算出ERP=50dBm+9dBd-3dB=56dBm,ERP是400W。
这里的ERP=400W并不是说发射机馈给天线的功率增加了,而是说如果采用的是偶极子天线,在该方向上达到相同的辐射效果,需要的等效功率是400W。
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