天線理論 - 引數

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天線的輻射強度與波束的聚焦方向和該方向的波束效率密切相關。在本章中，讓我們看看處理這些主題的術語。

方向性

根據標準定義，“被測天線的最大輻射強度與輻射相同總功率的各向同性或參考天線的輻射強度的比率稱為**方向性**。”

天線輻射功率，但其輻射方向非常重要。正在觀察其效能的天線稱為**被測天線**。

它的**輻射強度**集中在特定方向，同時進行發射或接收。因此，據說天線在該特定方向具有其**方向性**。

• 天線在給定方向上的輻射強度與所有方向上的平均輻射強度的比率，稱為方向性。

• 如果沒有指定該特定方向，則可以將觀察到最大強度的方向作為該天線的方向性。

• 非各向同性天線的方向性等於給定方向上的輻射強度與各向同性源的輻射強度的比率。

數學表示式

輻射功率是電路的角位置和徑向距離的函式。因此，透過考慮兩個項**θ**和**Ø**來表示它。

$$方向性 = \frac{被測天線最大輻射強度}{各向同性天線的輻射強度}$$ $$D = \frac{\phi(\theta,\phi)_{max}(來自被測天線)}{\phi_{0}(來自各向同性天線) }$$

其中

• $\phi(\theta,\phi)_{max}$是被測天線的最大輻射強度。

• $\phi_{0}$是各向同性天線（無損耗天線）的輻射強度。

孔徑效率

根據標準定義，“天線的**孔徑效率**是有效輻射面積（或有效面積）與孔徑物理面積的比率。”

天線有一個孔徑，透過該孔徑輻射功率。這種輻射應該有效，損失最小。還應考慮孔徑的物理面積，因為輻射的有效性取決於天線上物理上的孔徑面積。

數學表示式

孔徑效率的數學表示式如下：

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

其中

• $\varepsilon_{A}$是孔徑效率。

• $A_{eff}$是有效面積。

• $A_{p}$是物理面積。

天線效率

根據標準定義，“**天線效率**是天線輻射功率與天線接受的輸入功率之比。”

簡單來說，天線旨在以最小損耗輻射其輸入功率。天線的效率解釋了天線能夠以最小傳輸線損耗有效地傳遞其輸出的程度。

這也被稱為天線的**輻射效率因子**。

數學表示式

天線效率的數學表示式如下：

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

其中

• $\eta_{e}$是天線效率。

• $P_{rad}$是輻射功率。

• $P_{input}$是天線的輸入功率。

增益

根據標準定義，“天線的**增益**是指給定方向上的輻射強度與如果天線接收的功率被各向同性輻射所獲得的輻射強度的比率。”

簡單來說，天線的增益考慮了天線的方向性及其有效效能。如果天線接收的功率被各向同性輻射（即向所有方向輻射），則我們可以得到作為參考的輻射強度。

• 術語**天線增益**描述了在峰值輻射方向上發射的功率與各向同性源的功率之比。

• **增益**通常以**dB**為單位測量。

• 與方向性不同，天線增益還考慮了發生的損耗，因此側重於效率。

數學表示式

增益 G 的方程如下所示。

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

其中

• **G**是天線的增益。

• $\eta_{e}$是天線的效率。

• **D**是天線的方向性。

單位

增益的單位是**分貝**或簡稱為**dB**。