前面我們分析過(guò)影響天線傳輸距離的因素,其實(shí)天線增益對(duì)傳輸距離的影響也是非常大的,那么天線增益是不是越高越好呢?搞懂增益的概念,以及天線的信號(hào)傳輸原理,你就知道天線到底該如何去選了。
在輸入功率相等的條件下,實(shí)際天線與理想的輻射單元在空間同一點(diǎn)處所產(chǎn)生的信號(hào)的功率密度之比,它定量地描述一個(gè)天線把輸入功率集中輻射的程度。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)天線增益就是指衡量天線朝一個(gè)特定方向收發(fā)信號(hào)的能力,單位dbi。
天線增益實(shí)際上是一個(gè)相對(duì)值,有沒(méi)有增益,要看跟誰(shuí)比較;對(duì)于天線來(lái)說(shuō),增益是在某個(gè)方向上相對(duì)于點(diǎn)輻射源或者半波振子來(lái)比的。
可以看到,增益的輻射方向是呈一個(gè)“蘋果”形的,理論上天線增益的數(shù)值大,信號(hào)好,傳輸距離就遠(yuǎn),那么如何提高天線增益呢?答案就是將這個(gè)“蘋果”向我們需要的方向使勁“拍扁”“擠兌”它。
如何才能將這個(gè)“蘋果”“拍扁”呢,這就需要增加天線單元振子,所以通常情況下天線增益越高體積越大。
如何才能“擠兌”它呢,那就需要增加反射板,反射板的作用是把左邊的輻射能量搬運(yùn)到右邊,使得天線右邊輻射能力更強(qiáng),增益更高(這類天線通常叫做定向天線)。
了解清楚天線增益的輻射原理以后,我們?cè)賮?lái)回到最開始的問(wèn)題,天線增益是不是越高越好呢?顯然并不是。
天線增益越高,覆蓋的距離增大,但同時(shí)會(huì)壓窄波束(輻射區(qū)域)寬度,導(dǎo)致覆蓋的均勻性變差。天線增益的選取應(yīng)以波束和目標(biāo)區(qū)相配為前提,為了提高增益而過(guò)分壓窄垂直面波束寬度是不可取的。
如下圖示:增益越高,垂直方向上波束寬度越窄;反之亦然。
最佳方法是通過(guò)優(yōu)化方案,實(shí)現(xiàn)服務(wù)區(qū)外電平快速下降、壓低旁瓣和后瓣,降低交叉極化電平,采用低損耗、無(wú)表面波寄生輻射、低VSWR的饋電網(wǎng)絡(luò)等途徑來(lái)提高天線增益才是正確的。
雖然天線增益越高,信號(hào)越好,傳輸距離也越遠(yuǎn),但增益越高,垂直方向的覆蓋范圍就越小,所以在選擇天線的時(shí)候,還需要考慮到實(shí)際應(yīng)用環(huán)境,如果是大批量使用,還可以考慮天線定制設(shè)計(jì),定制最佳的天線方案,才能實(shí)現(xiàn)設(shè)備的最佳傳輸距離。
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