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天线系统增益问题概述
2020-12-07
  为在一定的距离上的某点处产生一定大小的信号,如果用理想的无方向性点源作为发射天线,需要100W 的输入功率,而用增益为G = 13 dB = 20 的某定向天线作为发射天线时,输入功率只需100 \/ 20 = 5W 。换言之,某天线的增益,就其最大辐射方向上的辐射效果来说,与无方向性的理想点源相比,把输入功率放大的倍数。

  2,天线增益

  在输入功率相等的条件下,实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。增益显然与天线方向图有密切的关系,方向图主瓣越窄,副瓣越小,增益越高。天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力,它是选择基站天线最重要的参数之一。表征天线增益的参数有dBd和dBi。DBi是相对于点源天线的增益,在各方向的辐射是均匀的;dBd相对于对称阵子天线的增益dBi=dBd+2.15。相同的条件下,增益越高,电波传播的距离越远。一般地,GSM定向基站的天线增益为18dBi,全向的为11dBi。

  天线如何获得增益?

  首先,天线是“无源器件”,所以天线本身并不能给AP的信号增加能量。然而我们一提到天线,最重要的指标就是说天线的“增益”,那么天线是如何获得信号强度的“增益”呢?答案就是,靠控制信号发射的角度。这个原理有些类似于手电筒,手电筒靠一面凹镜,让光线都集中在某一角度,来让光线照到更远的地方。手电筒及电池相当于AP设备本身,而手电筒的灯泡和凹镜就相当于我们的天线。如果摘掉手电筒的凹镜,那么就相当于使用一个增益很小的全向天线,光线照射很分散,覆盖距离很近;有了凹镜,则相当于使用了一个高增益的定向天线,光线集中,覆盖距离很远。

  信号总的能量是由AP决定的,天线则决定让这些能量集中在某个角度内,这个角度越小,能量聚集度越高,获得的信号“增益”也就越大,信号覆盖的距离越远;反之,如果覆盖角度越大,能量聚集度越低,信号覆盖的距离越近。这就是天线获得增益的基本原理。

  全向天线

  全向天线,一般指的是水平各个方位增益相同的天线,即水平方向360度覆盖。水平方向增益的增加,是依靠垂直方向增益的减少来实现的。可以认为,全

  向天线增益越大,水平方向上覆盖的范围也就越大,垂直方向上覆盖的范围越小。

  全向天线一般应用于室内环境,绝大多数室内型AP自带的天线也都是全向天线,这些天线可以和AP一同放置在桌面上,墙壁上,也可以单独的采用吸顶方式安装在天花板上

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