
【电】 absolute gain of an anfenna
天线的绝对增益(Absolute Antenna Gain)是描述天线辐射性能的核心参数之一,指天线在特定方向上辐射的功率密度与理想点源(各向同性辐射器)在相同输入功率下辐射的功率密度之比。它综合考虑了天线的方向性和效率,单位为分贝(dBi),其中“i”代表各向同性参考源。
物理意义
绝对增益量化了天线将输入功率集中辐射到某一方向的能力。例如,某天线绝对增益为 3 dBi,表示其在最大辐射方向上的功率密度是理想点源的 2 倍(因 10^{3/10} ≈ 2)。
数学表达
绝对增益 ( G{text{abs}} ) 定义为: $$ G{text{abs}}(theta, phi) = eta cdot D(theta, phi) $$ 其中:
与方向性增益的区别
方向性增益(Directive Gain)仅考虑方向性,忽略损耗;绝对增益则包含导体损耗、介质损耗等实际效率因素。两者关系为:
( G_{text{abs}} = eta times D )。
IEEE 标准定义
IEEE Std 145-2013《天线术语标准》明确将绝对增益定义为“相对于各向同性辐射器的增益”,强调其包含效率因素(参见第 4.2.1 节)。
经典教材解释
Balanis, C. A. 在 Antenna Theory: Analysis and Design(4th ed., Wiley, 2016)中指出:绝对增益是“实际辐射强度与理想无损各向同性源辐射强度之比”(第 2.5 章)。
国际标准依据
国际电工委员会 IEC 60050-712:1992《国际电工词汇-天线》将绝对增益列为关键性能参数,要求标注测试频率及极化方式。
天线的绝对增益是指以理想的全向性点源(各向同性天线)为基准的增益值,用单位dBi表示。其核心含义是通过调整天线的辐射方向性,将能量集中在特定方向,而非放大信号本身。具体解释如下:
绝对增益的基准是各向同性天线(Isotropic Antenna),这是一种理想的无损全向天线,其辐射方向为均匀球面。绝对增益定义为:在相同输入功率下,实际天线在最大辐射方向上产生的功率密度与各向同性天线在同一方向产生的功率密度之比,单位为dBi。
绝对增益常用于评估天线的方向性效率,尤其在卫星通信、雷达等需要高指向性的场景。例如,卫星天线的高dBi值能有效减少地面信号干扰。
天线本身是无源器件,增益不表示信号放大,而是通过优化辐射方向提高特定区域的能量密度。
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