
天线用于通过传输无线电波的方式,在不需要传输线的情况下,将信息传送至一定距离。为满足不同的传输需求,天线也有着不同的类型。今天我们就来说说天线性能衡量标准。
天线性能通常由天线增益和天线效率等基本射频指标表征。天线需要以良好的阻抗匹配性能和高辐射性能,覆盖所有目标频率范围。
一、增益
增益的单位为分贝(dBi),是方向性和电效率方面的性能指标。对于天线而言,增益用于衡量辐射方向图的定向程度——高增益天线的辐射功率更加集中于某一方向;而低增益天线的辐射角度更宽。高增益天线能更大程度上在单一方向传播信号,因此无需提高信号强度便可实现更长的传输距离,但其需要精确朝向接收机。相反,虽然低增益天线的传输距离较短,但无需一定朝向接收机。例如,高增益卫星天线与低增益蜂窝电话内置全向天线之间的对比即属于这一类。
面板固定式天线, 4.4 GHz ~6.4 GHz ,标称增益 9 dBi, SMA 母头输入连接器

二、辐射效率
辐射效率用于确定实现特定性能水平所需的功率,该参数为天线功率效率的有效度量值,表示天线对馈送至端口的功率的利用能力。天线的辐射效率的定义即指的是传递至天线上的功率与天线辐射出的功率的比率。
900 MHz SS 八木天线,9 dBi

在理想情况下,天线应该将馈送至其端口的所有功率转换为用于传播至周围空间的辐射电磁能量。然而,在实际应用中,馈送至其天线端口的功率将发生部分损失。此类损失产生的原因包括天线振子与馈电网络之间的不匹配,以及作为天线制造材料的导体的电阻所导致的自然损耗。
由于辐射效率并不涉及辐射方向,因此其可在天线设计中作为衡量蜂窝设备及其他具有全向辐射方向图的设备其所具效率的性能指标。相反,如果天线需要通过在特定方向上进行辐射而实现辐射方向图中具有指向特性的设计,则优先将增益作为其性能指标。目前,越来越多的应用需要全向信号。在这些应用中,辐射效率逐渐成为首选的测试方法。通过辐射效率,可以确定天线周围所有区域的效率和性能。