高增益天線怎么使用？

發(fā)布時間：

2022-11-01 13:33

很多人買無線路由器時，都會看到“天線增益”這么一個參數(shù)。商家告訴你這會讓無線信號更強，似乎越高越好。其實不然，天線的增益并不是真的信號增強，而是通過信號的整形讓部分區(qū)域信號減弱，另一部分區(qū)域的信號增強。

1、天線增益的原理
天線增益理論上說，就是在同等輸入功率的情況下，實際天線與理想點源天線在空間某一位置處產(chǎn)生的信號功率密度之比。這里提到了一個點源天線的概念，它是什么東西呢？其實它就是人們想象出來的一均勻發(fā)射信號的天線，它的信號輻射圖是均勻擴散的球形。而實際上的天線都有輻射增益方向（以下簡稱輻射面），在輻射面上的信號會強過理論點源天線的輻射值，而在其他方向上的信號輻射卻被削弱了。這里實際值和理論值得比就是該天線增益。

值得注意的是，普通人常見的無源天線，本質(zhì)上不但不會增強發(fā)射功率，相反還會消耗發(fā)射功率。之所以還被大家認(rèn)為有增益，是因為犧牲了其他方向，集中增強了輻射方向，提高了信號利用率。

2、天線增益的計算
天線增益其實就是表示將無線功率集中輻射的程度，因此它與天線輻射方向圖息息相關(guān)。一般的理解是，天線輻射方向圖上的主瓣越窄、副瓣越小，則增益越高。那怎么計算天線增益呢？對于一般天線，可用公式G（dBi）=10Lg{32000/（2θ3dB,E×2θ3dB,H）}來估算其增益。公式中， 2θ3dB,E與2θ3dB,H分別為天線在兩個主平面上的波瓣寬度；32000 是統(tǒng)計出來的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。

那如果100mw的無線發(fā)射器加裝一根增益+3dbi的天線，會意味著什么呢？首先，將發(fā)射功率轉(zhuǎn)換成信號增益dbm來表示。計算方法為：

100mw=10lg100=20dbm
然后計算發(fā)射總功率，它等于發(fā)射功率和天線增益的總和。計算方法如下：

20dbm+3dbi=23dbm
最后重新計算等效發(fā)射功率，計算方法如下：

10^(23/10)≈200mw
也就是說+3dbi的增益天線，可以將等效發(fā)射功率提高1倍。

3、常見的增益天線
我們常見的無線路由器的天線都是全向天線。它的輻射面就在垂直于天線的水平面上，這里的輻射增益最大，而在天線的頂端上方和底端下方的輻射被大大削弱了。這有點類似于把一個信號球拍扁了一些。

天線增益只是對信號的“整形”，增益大小說明信號的利用率
還有一種我們常見的板狀天線，它通常是定向天線。它的輻射面在板狀正前方的扇形區(qū)域，其他區(qū)域的信號被削弱殆盡。這有點類似給燈泡加了一個聚光燈罩子。

總之，高增益天線具有射程更遠(yuǎn)、信號質(zhì)量更好的優(yōu)點，但必須要犧牲掉個別方向的輻射（一般是浪費的方向）。低增益天線通常是方向范圍大，但射程較短。無線產(chǎn)品的在出廠的時候，廠家一般都會根據(jù)使用場景配備。

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