天线理论 - 参数

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天线的辐射强度与波束的聚焦方向和该方向的波束效率密切相关。在本章中，让我们看看处理这些主题的术语。

方向性

根据标准定义，“被测天线的最大辐射强度与辐射相同总功率的各向同性或参考天线的辐射强度的比率称为**方向性**。”

天线辐射功率，但其辐射方向非常重要。正在观察其性能的天线称为**被测天线**。

它的**辐射强度**集中在特定方向，同时进行发射或接收。因此，据说天线在该特定方向具有其**方向性**。

• 天线在给定方向上的辐射强度与所有方向上的平均辐射强度的比率，称为方向性。

• 如果没有指定该特定方向，则可以将观察到最大强度的方向作为该天线的方向性。

• 非各向同性天线的方向性等于给定方向上的辐射强度与各向同性源的辐射强度的比率。

数学表达式

辐射功率是电路的角位置和径向距离的函数。因此，通过考虑两个项**θ**和**Ø**来表示它。

$$方向性 = \frac{被测天线最大辐射强度}{各向同性天线的辐射强度}$$ $$D = \frac{\phi(\theta,\phi)_{max}(来自被测天线)}{\phi_{0}(来自各向同性天线) }$$

其中

• $\phi(\theta,\phi)_{max}$是被测天线的最大辐射强度。

• $\phi_{0}$是各向同性天线（无损耗天线）的辐射强度。

孔径效率

根据标准定义，“天线的**孔径效率**是有效辐射面积（或有效面积）与孔径物理面积的比率。”

天线有一个孔径，通过该孔径辐射功率。这种辐射应该有效，损失最小。还应考虑孔径的物理面积，因为辐射的有效性取决于天线上物理上的孔径面积。

数学表达式

孔径效率的数学表达式如下：

$$\varepsilon_{A} = \frac{A_{eff}}{A_{p}}$$

其中

• $\varepsilon_{A}$是孔径效率。

• $A_{eff}$是有效面积。

• $A_{p}$是物理面积。

天线效率

根据标准定义，“**天线效率**是天线辐射功率与天线接受的输入功率之比。”

简单来说，天线旨在以最小损耗辐射其输入功率。天线的效率解释了天线能够以最小传输线损耗有效地传递其输出的程度。

这也被称为天线的**辐射效率因子**。

数学表达式

天线效率的数学表达式如下：

$$\eta_{e} = \frac{P_{rad}}{P_{input}}$$

其中

• $\eta_{e}$是天线效率。

• $P_{rad}$是辐射功率。

• $P_{input}$是天线的输入功率。

增益

根据标准定义，“天线的**增益**是指给定方向上的辐射强度与如果天线接收的功率被各向同性辐射所获得的辐射强度的比率。”

简单来说，天线的增益考虑了天线的方向性及其有效性能。如果天线接收的功率被各向同性辐射（即向所有方向辐射），则我们可以得到作为参考的辐射强度。

• 术语**天线增益**描述了在峰值辐射方向上发射的功率与各向同性源的功率之比。

• **增益**通常以**dB**为单位测量。

• 与方向性不同，天线增益还考虑了发生的损耗，因此侧重于效率。

数学表达式

增益 G 的方程如下所示。

$$G = \eta_{e}D$$

其中

• **G**是天线的增益。

• $\eta_{e}$是天线的效率。

• **D**是天线的方向性。

单位

增益的单位是**分贝**或简称为**dB**。