天线增益-方向性、效率及其转换
在这种现代通信中，天线用于通过有线信道或无线信道发送数据和接收数据。或者换句话说，它可以被定义为在所有水平方向上发射和接收无线电波。。。
在这种现代通信中，天线用于通过有线信道或无线信道发送数据和接收数据。或者以另一种方式，它可以被定义为在所有水平方向或特定方向上发送和接收无线电波。这些天线充当电信号和无线电信号之间的接口。在这里，电信号通过金属导体转发，无线电信号通过自由空间传播。海因里希·赫兹是1886年第一个研制出天线的人。他制造了一个偶极天线，并利用电信号发射和接收信号。1901年晚些时候，马可尼是向大西洋地区发送信息的科学家。天线参数更为重要。参数是指向性（D）、天线增益（G）、分辨率、方向图、天线波束面积、天线波束效率、天线效率(η). 在本文中，我们将讨论与天线增益相关的完整信息。
什么是天线增益？
我们可以将天线增益定义为天线效率和天线方向性的组合，这取决于这些参数。所以这两个可能会影响天线的增益。在首先讨论天线增益之前，我们需要知道天线的方向性是什么。
天线方向性
它可以定义为测试天线的最大辐射强度与总辐射相同功率的各向同性天线或参考天线的辐射强度之比。方向性可以用D表示。
天线的方向性显示了它如何能够在一个或多个特定方向上辐射能量。天线的辐射方向图决定了它的方向性值。
那么，方向性D=测试天线的最大辐射强度/各向同性天线的辐射强度。这里，各向同性天线是一种理想的天线，它在所有方向上向空间均匀地辐射功率。各向同性天线不存在物理物质，只能作为参考天线。
以另一种方式，天线方向性可以定义为测试天线的最大辐射强度与测试天线的平均辐射强度的比率。
天线方向性D=测试天线的最大辐射强度/测试天线的平均辐射强度。
D=Ф（θ，Ф）最大值/Ф平均值
D=Ф（θ，Ф）最大值/（Wr/4π）
D=4πФ（θ，Ф）最大值/Wr
因此，D=4π（最大辐射强度）/总辐射功率。
天线效率
这是天线的重要参数。天线的效率被定义为在所有方向上辐射的功率与提供给其端子的总输入功率的比率。由于天线中的电阻损耗，施加的总输入不会辐射到其目标方向。天线效率表示为η‘. 当天线效率乘以100时，也可以用百分比来表示。通常，天线效率因子介于0和1之间。
天线效率η=天线辐射功率/总输入
η=Pr/（Pr+Pi）[Pr=辐射功率Pi=天线中的欧姆损耗]
天线增益测量
增益主要是根据功绩来计算的。这里，增益用G或功率增益Gp表示。通过增益，我们可以计算天线辐射方向图。“天线增益被定义为当向两个天线施加相同的功率时，受试天线在给定方向上的最大辐射强度与各向同性天线的最大辐射密度之间的比率”。
“当方向性转换为分贝时，我们可以将其定义为天线增益”。
增益G=受试天线的最大辐射强度（Фs）/各向同性天线的最大放射强度（Фi）
天线增益G=天线效率*天线方向性D
增益单位–dB（分贝）、dBi（相对于各向同性天线的分贝）、dB d（相对于偶极天线的分贝
增益值指示天线在将输入功率转换为特定方向的无线电波时成功的程度，以及它如何在接收器侧将无线电波转换为电形式。有时，增益被讨论为角度的函数。在这种情况下，需要考虑辐射方向图。
天线增益公式
通过增益值，我们可以知道天线向输入端提供了多少信号升压。
它有助于在接收器阶段，从信道中再现相同传输信号所需的功率。
受试天线或测试天线的增益Gt=Gi+10log10（Pt/Pi）
哪里
Gt=测试天线的增益
Gi=各向同性天线的增益
Pt=测试天线辐射的功率
Pi=各向同性天线辐射的功率
天线增益转换
天线增益以分贝（dB）表示，因为如果增益以规则单位表示，比如在计算接收功率时以瓦特表示，那么结果将非常小，即有时也会以指数形式给出。很难每次都考虑这些类型的值，所以增益可以用分贝（dB）表示。5dB表示相对于各向同性天线在其辐射峰值方向上的能量的5倍。
通过以下公式将线性单位转换为分贝。
Pdb=10 log10p
天线增益的另一个单位是dBm。它的意思是相对于毫瓦的分贝。
1W=1000mw=0dB=30dBm
dBi是天线增益及其相对于各向同性天线的增益分贝的另一个单位。dBi表示相对于各向同性天线在其辐射峰值方向上的功率的两倍。
所以增益可以用分贝或分贝毫瓦或分贝各向同性天线来表示。大多数情况下，它只以分贝（dB）表示。
如何提高天线增益？
天线的增益显示了它向任何方向辐射信号的能力。如果增益更大，这样的天线可以在一个特定方向上向接收器发送更多的功率，并且它衰减来自其他方向的所有其他信号。如果天线在所有方向上均匀地辐射信号，这意味着只有球形天线才有可能——这种天线被称为各向同性天线，而这些天线并不实时存在。
如果增益更大，这对电路来说是一个优势，但这只取决于需要。以下方法有助于提高天线的增益。
他们是
- 天线的有效面积。
- 抛物面反射器
- 元素数组
- 反射器阵列
- 天线效率
- 方向性。
天线在通信领域中最有用，用于通过信道中的电形式辐射和接收无线电波。天线有不同的类型。每种类型的天线都有不同的结构。根据需要，它们已经被使用，并且如果天线的增益可以是低的或高的，即，仅仅取决于需要。如果增益更大，那么它能够将信号沿特定方向辐射到太空。如果增益较低，则其覆盖范围较广。如果你观察日常通信系统，我们可以获得更多关于天线重要性和天线增益值的信息。