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高增益天線怎么使用？
發(fā)布時(shí)間：
2022-11-01 13:33
很多人買無線路由器時(shí)，都會(huì)看到“天線增益”這么一個(gè)參數(shù)。商家告訴你這會(huì)讓無線信號(hào)更強(qiáng)，似乎越高越好。其實(shí)不然，天線的增益并不是真的信號(hào)增強(qiáng)，而是通過信號(hào)的整形讓部分區(qū)域信號(hào)減弱，另一部分區(qū)域的信號(hào)增強(qiáng)。
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(shí)際天線與理想點(diǎn)源天線在空間某一位置處產(chǎn)生的信號(hào)功率密度之比。這里提到了一個(gè)點(diǎn)源天線的概念，它是什么東西呢？其實(shí)它就是人們想象出來的一均勻發(fā)射信號(hào)的天線，它的信號(hào)輻射圖是均勻擴(kuò)散的球形。而實(shí)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(hào)會(huì)強(qiáng)過理論點(diǎn)源天線的輻射值，而在其他方向上的信號(hào)輻射卻被削弱了。這里實(shí)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(huì)增強(qiáng)發(fā)射功率，相反還會(huì)消耗發(fā)射功率。之所以還被大家認(rèn)為有增益，是因?yàn)闋奚似渌较?，集中增?qiáng)了輻射方向，提高了信號(hào)利用率。
2、天線增益的計(jì)算
天線增益其實(shí)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(jì)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(gè)主平面上的波瓣寬度；32000 是統(tǒng)計(jì)出來的經(jīng)驗(yàn)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(huì)意味著什么呢？首先，將發(fā)射功率轉(zhuǎn)換成信號(hào)增益dbm來表示。計(jì)算方法為：
100mw=10lg100=20dbm
然后計(jì)算發(fā)射總功率，它等于發(fā)射功率和天線增益的總和。計(jì)算方法如下：
20dbm+3dbi=23dbm
最后重新計(jì)算等效發(fā)射功率，計(jì)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(diǎn)類似于把一個(gè)信號(hào)球拍扁了一些。
天線增益只是對信號(hào)的“整形”，增益大小說明信號(hào)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(hào)被削弱殆盡。這有點(diǎn)類似給燈泡加了一個(gè)聚光燈罩子。
總之，高增益天線具有射程更遠(yuǎn)、信號(hào)質(zhì)量更好的優(yōu)點(diǎn)，但必須要犧牲掉個(gè)別方向的輻射（一般是浪費(fèi)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(shí)候，廠家一般都會(huì)根據(jù)使用場景配備。
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