? 4.? ? 方向增益（Gain）、dBi、 dBd

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“方向增益”指天線輻射方向圖中的強度最大值與參考天線的強度之比取對數(shù)。如果參考天線是全向天線（理想孤立波源輻射），增益的單位為dBi，大家可以理解為dB(isotropic)，isotropic是全向的意思，dB是比的意思，即與全向比的增益。比如，偶極子天線（半波陣子）的增益為2.15dBi 。偶極子天線也常用作參考天線（這是由于完美全向參考天線無法制造，而理論半波陣子天線與實際偶極子天線增益相似），這種情況下天線的增益以dBd為單位，理解為dB（dipole）。圖2-18為理想孤立波源輻射、理論半波陣子輻射和一個四元半波對稱振子輻射的天線增益圖。

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天線增益是無源現(xiàn)象，天線并不增加激勵，而是僅僅重新分配而使在某方向上比全向天線輻射更多的能量（與2.1.3節(jié)的射頻增益不同）。如果天線在一些方向上增益為正，由于天線的能量守恒，它在其他方向上的增益則為負。因此，天線所能達到的增益要在天線的覆蓋范圍和它的增益之間達到平衡。比如，航天器上碟形天線的增益很大，但覆蓋范圍卻很窄，所以它必須精確地指向地球；而廣播發(fā)射天線由于需要向各個方向輻射，它的增益就很小。

碟形天線的增益與孔徑（反射區(qū)）、天線反射面表面精度，以及發(fā)射、接收的頻率成正比。通常來講，孔徑越大增益越大，對于相同的孔徑頻率越高增益也越大，但在較高頻率下表面精度的誤差會導(dǎo)致增益的極大降低。

孔徑和輻射方向圖與增益緊密相關(guān)?？讖绞侵冈谧罡咴鲆娣较蛏系牟ㄊ孛嫘螤睿嵌S的（有時孔徑表示為近似于該截面的圓的半徑或該波束圓錐所呈的角）。輻射方向圖則是表示增益的三維圖，但通常只考慮輻射方向圖的水平和垂直二維截面。高增益天線輻射方向圖常伴有副瓣。副瓣是指增益中除主瓣（增益最高波束）外的波束。副瓣在如雷達等系統(tǒng)需要判定信號方向的時候，會影響天線質(zhì)量，由于功率分配副瓣還會使主瓣增益降低。

天線的方向增益是指：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。例如：需要100W的輸入功率，用增益為 G = 20（13dB）的某定向天線作為發(fā)射天線時，輸入功率只需 100 / 20 = 5W 。換言之，某天線的增益，就其最大輻射方向上的輻射效果來說，與無方向性的理想點源相比，把輸入功率放大的倍數(shù)。

增益特性：

天線是無源器件，不能產(chǎn)生能量，天線增益只是將能量有效集中向某特定的方向輻射或接收電磁波能力。

天線增益由振子疊加而產(chǎn)生，增益越高，天線長度越長。

天線增益越高，方向性越好，能量越集中，波瓣越窄。

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