天線增益是指:在輸入功率相等的條件下,實際天線與理想的輻射單元在空間同一點處所產(chǎn)生的信號的功率密度之比。它定量地描述一個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特定方向收發(fā)信號的能力,它是選擇基站天線zui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。天線增益對移動通信系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量極為重要,因為它決定蜂窩邊緣的信號電平。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)都是一個雙向過程,增加天線的增益能同時減少雙向系統(tǒng)增益預(yù)算余量。另外,表示天線增益的參數(shù)有dBd和dBi。DBi是相對于點源天線的增益,在各方向的輻射是均勻的;dBd相對于對稱陣子天線的增益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。
為了比較天線接收信號的能力優(yōu)劣。把無方向性的半波振子天線(其方向為兩個圓)的靈敏度定為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.實際上所謂理想的全向天線在現(xiàn)實世界是不存在的,但是在此理想的條件下,可以很容易計算出在空間的微波功率分布情況。與發(fā)射功率相同的一個實際的天線的zui大輻射指向位置測得的功率相比,就可以得出天線的增益.順便說一下,前面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。
天線增益的測量
測試設(shè)備為信號源,頻譜儀或其他信號接收設(shè)備和點源輻射器。
1.先用理想(當(dāng)然是近似理想)點源輻射天線,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)備測試接收功率。測得的接收功率為P1
2.換用被測天線,加入相同的功率,在同樣的位置上重復(fù)上述測試,測得接收功率為P2;
3.計算增益:G=10Lg(P2/P1)
就這樣,得到了天線的增益。