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天线理论 - 参数

天线的辐射强度与波束聚焦的方向以及波束朝该方向的效率密切相关。在本章中，让我们看看与这些主题有关的术语。

方向性

根据标准定义，"目标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之比称为方向性。"

天线会辐射功率，但辐射的方向很重要。正在观察其性能的天线称为目标天线。

在发射或接收时，其辐射强度会集中在特定方向上。因此，天线在特定方向上具有方向性。

• 天线在特定方向上的辐射强度与所有方向平均辐射强度之比称为方向性。

• 如果没有指定特定方向，则可以将观察到最大强度的方向视为该天线的方向性。

• 非各向同性天线的方向性等于特定方向上的辐射强度与各向同性源的辐射强度之比。

数学表达式

辐射功率是角位置和与电路的径向距离的函数。因此，它通过同时考虑θ和Ø两个术语来表达。

$$方向性 = \frac{主体天线的最大辐射强度}{各向同性天线的辐射强度}$$ $$D = \frac{\phi( heta,\phi)_{max}(来自主体天线)}{\phi_{0}(来自各向同性天线) }$$

其中

• ${\phi( heta,\phi)_{max}}$是主体天线的最大辐射强度。

• ${\phi_{0}}$是各向同性天线（零损耗天线）的辐射强度。

孔径效率

根据标准定义是"天线的孔径效率是有效辐射面积（或有效面积）与孔径物理面积之比。"

天线有一个孔径，功率通过该孔径辐射。这种辐射应有效且损耗最小。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，天线旨在以最小的损耗辐射其输入功率。天线的效率说明了天线能够以最小的传输线损耗有效地传输多少输出。

这也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所示 −

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

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， "天线的增益是给定方向上的辐射强度与天线接收的功率各向同性辐射时获得的辐射强度之比。"

简单来说，天线的增益将天线的方向性和有效性能考虑在内。如果天线接受的功率是各向同性的（即在所有方向上），那么我们得到的辐射强度可以作为参考。

• 术语天线增益描述了在峰值辐射方向上相对于各向同性源传输的功率。

• 增益通常以dB为单位。

• 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 是天线的增益天线。

• $\eta_{e}$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。

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