無線局域網基礎知識：天線

無線局域網基礎知識：天線

頻率范圍

天線適用的最高及最小頻率。

增益

增益是用來表示天線集中輻射的程度。天線在某一方向的增益定義為：在相同的輸入功率下，天線在某一方向某一位置產生的電場強度的平方（E2）與無耗理想點源天線在同一方向同一位置產生的電場強度的平方（E02）的比值，通常以G表示。

G=E2/E02（同一輸入功率）

同樣，增益也可以這樣來確定：在某一方向向某一位置產生相同電場強度的條件下，無耗理想點源天線的輸入功率（Pino）與天線的輸入功率（Pin）的比值，即稱為該天線在該點方向的增益。

G=Pino/Pin（同一電場強度）

通常是以天線在最大輻射方向的增益作為這一天線的增益。增益通常用分貝表示。即：G=101gPino/Pin天線增益的計算：G=η4πS/λ2=η（π/λ）2D2式中，S-天線口徑面積（平方米）；λ-工作波長（米）；D-拋物面口徑（即面口直徑）（米）；η-天線效率。

方向圖

    如果反天線在各方向輻射擊的強度用從原點出發的矢量長短來表示，則連接全部矢量端點所形成的包絡就是天線的方向圖。它顯示出天線的在不同方向輻射的相對大小，這種方向圖稱為立體方向圖。矢徑的方向代表輻射的方向，矢徑的長短代表輻射擊的強度。方向圖包含有許多波瓣，其中包含最大輻射方向的波瓣稱為主瓣。其它依次稱為第一副瓣，第二副瓣等。

主瓣寬度

定義為在方向圖上增益相對于最高增益下降3分貝的寬度，單位為度（弧度）。

副瓣電平

副瓣的最大值相對主瓣最大值的比，稱為副瓣電平，一般用分貝來表示，其定義為：

101g（副瓣最大值功率/主瓣最大值功率）

如：副瓣最大值與主瓣最大值相應功率之比為0.01,則副瓣電平為-20dB。

天線噪聲溫度

    進入天線的噪聲主要來銀河系的宇宙噪聲和來自大地、大氣的熱噪聲。不同口徑的天線、不同頻段、不同仰角和不同環境，天線的噪聲都不相同。在C波段，宇宙噪聲很小，主要是大地和大氣的熱噪聲。在Ku波段，這些噪聲也隨著頻率而增加。同一仰角時，天線尺寸越大波束越窄，因此天線的噪聲溫度TA（K）越小，不過隨著仰角加大，這種差別變小。而同一天線尺寸時，天線仰角Φ越大，天線的噪聲溫度TA（K）越低，反之Φ越小，TA越高。這是因為仰角Φ越小，信號穿過大氣層厚度越大，從而氣象噪聲、大氣噪聲越強。

電壓駐波比&回波損耗

    電壓駐波比用來表述端口的匹配性能的。同一性能還可用回波損耗來表述。這兩個指標定義如下，

電壓駐波比：

VSWR=(1+|r|)/(1-|r|)r：為發射系數=ZL-Z0/ZL+Z0ZL為輸入阻抗，Z0為理想阻抗

回波損耗：

RL=10log(入射功率/反射功率）

效率（η）

    輸入到天線的射頻功率，由于天線系統中的熱損耗、介質損耗、感應損耗（懸掛天線的設備及大地的感應損耗）而消耗一部分，因此不能全部變為電磁波輻射出去。天線效率表示天線是否有效的轉換能量，是天線重要參數之一，發射天線的效率η是指真正射出去的功率Pr與輸入到天線的總功率Pin（輻射功率Pr與天線損耗功率Ps的和）之比，即：

η=Pr/Pin=Pr/（Pr+Ps）

    上式還可以用天線輸入端的輻射電阻Rro和損耗電阻Rs表示。即：

η=I