20220717超级菜鸟讲天线2 增益

20220717超级菜鸟讲天线2 增益

上次说了，天线的发射接收效果，不只是和天线驻波有关，影响更大的是天线的增益，今天咱们来一起说说天线的增益。所谓天线增益是这样定义的，天线增益是指:在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。增益显然与天线方向图有密切的关系，方向图主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力。从上面的定义可以看出，天线所谓的增益，不是说增强了发射信号，而是把发射信号尽量集中在我们需要的方向上而已。具体计算和理解比较复杂，我建议，以光线来理解天线增益，就是把发射的电磁波想象成光，当然光其实就是一种电磁波，所以可以用光来理解天线的增益。所谓增益，就是你给灯泡加了聚光罩，或者透镜，结果就变成了强光手电，将光集中起来可以照的非常远。

对于增益，一个重要的问题就是，增益是个相对值，那么相对什么呢，得有个标准吧，对，有标准，两个标准，一个是相对于点源天线叫做DBi，一个是相对于半波阵子天线叫做DBD。对于点源天线，我们就理解为一个没有任何遮光罩反光罩的灯泡，或者一个短到长度为0的天线，增益为0。相对于半波振子的天线标称值为DBD，我们应当了解，DBD比DBI值要高一点，DBD比DBI的增益高2.15，其中DBI是用的最多的,我们看到天线标称的增益值多数标的是这个。所以当我们看到一只车苗标称增益为5.5DBI，那么代表意思就是，相对于一只长度为0的天线，他的增益为5.5DBI，那么这个5.5DBI到底是强了多少倍呢？是5.5倍？不对。DBI中的DB是专门用来描述增益的一个值，DB 是一个纯计数单位：dB= 10logX。dB的意义其实再简单不过了，就是把一个很大（后面跟一长串0的）或者很小（前面有一长串0的）的数比较简短地表示出来。而且在计算放大倍数时，用DB作为单位，你只要简单加减计算就可以了，不用说这个地方放大了2.75倍，后边又放大了4.6倍，中间衰减了1.3倍，你就需要2.75*4.6/1.3了，就没有乘除，只有加减了。

那么多少分贝等于放大多少倍呢？看下面表，注意表里有两个值，一个是功率值得比较，一个是电压值的比较，对于我们来说，可以以功率值倍率作为参考，因为我们的电台发射能力强弱是以功率比较的，比如25W电台、40W电台等等。

这个表里第一列指的是放大的倍数，第二列指的是当比较值为电压的时候，放大倍数和分贝值的比较，第三列指的是当比较值为功率的时候，放大倍数和分贝值的比较。我们主要看第一列和第三列就可以，我们可以看到，当每增加3DB，则功率增加一倍。我们可以这样去理解，当我们用了一只新的天线，比原先的天线增益增加了3DBI，那么，就相当于电台输出功率增加了一倍，也就是25W的车台发射效果将相当于50W车台的发射效果。同时，因为发射接收用的是同一只天线，则接收灵敏度也提高了一倍（以功率值计）。

那么，我们常见的天线增益各是多少呢？有必要知道一下，因为所有天线的制造商销售商都无一例外的宣称自己的天线是高增益天线，那么到底能有多高呢？首先从原机胶棒天线开始，原机胶棒天线实质是1/4波长天线或缩短型1/4波长天线，或螺旋天线之类的，增益最高就是2.15DBI，包括车载小钢炮天线，不会再高了。对于车载苗子，长度在0.7-1米左右的那种，中间有个螺旋圈或者有个“节”的，也就是中间带有倒相线圈的，天线具有上下两个辐射体，两辐射体发射相位相同，水平方向辐射将会叠加增强，增益将会提高，一般会在5.5DBI，对于更长的天线，“节”更多的天线，则拥有更多的有效辐射体，增益也会相应的提高到6-7.6DBI。对于玻璃钢天线或者说棒杆天线，1.2米棒杆增益一般在5.5DBI，2.2米棒杆天线在6DBI左右，4米棒杆则增加到8-10DBI左右。对于八木天线，因其辐射非常集中，因此三单元八木约6-8dB;四单元八木约7-10dB;五单元八木约9-11dB;九单元八木约13-15dB，当然这是理论计算值，实际增益会偏低。

说到最后，我们来多说一句馈线对增益的影响，我们知道馈线是有衰减的，不同直径的馈线每米衰减值不同，而同直径的馈线，则根据屏蔽层铜网密度、线芯直径、绝缘材料高频损耗有所不同，但决定馈线衰减的主要因素就是馈线直径。对与馈线的损耗，是不可小视的，曾有友台用40米-5的馈线连接了一只4米棒杆，结果计算下来，因为馈线损耗比较大，虽然是增益达到10DBI的4米棒杆，但整个天馈系统增益只有2.31DBI，仅相当于接了一只原机胶棒天线。所以对于馈线损耗不容小视，即使是馈线较短的时候，如5米左右时，也要重视馈线的损耗，尽可能加大馈线直径，用高质量低损耗的馈线，因为馈线上每减少1DB的衰减，就相当于天线增加1DB的增益，而天线每增加1DB的增益，价格往往要增加很多，而馈线直径增加一档，增加的成本真的是寥寥无几。