高增益天線怎么使用？

發布時間：

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。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域信號減弱，另一部分區域的信號增強。

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，本質上不但不會增強發射功率，相反還會消耗發射功率。之所以還被大家認為有增益，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。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 是統計出來的經驗數據。

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

100mw=10lg100=20dbm
然后計算發射總功率，它等于發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域，其他區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、信號質量更好的優點，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。無線產品的在出廠的時候，廠家一般都會根據使用場景配備。

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