天線功率增益英文解釋翻譯、天線功率增益的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【電】 antenna power gain

分詞翻譯：

天線的英語翻譯：

antenna; antennae
【化】 antenna
【醫】 antenna

功率增益的英語翻譯：

【計】 power gain

專業解析

天線功率增益（Antenna Power Gain）是天線工程中的核心參數，用于量化天線在特定方向上輻射或接收電磁波能量的效率，相較于理想參考天線（通常為各向同性輻射源或無損耗偶極子）。以下是符合（專業、權威、可信）原則的詳細解釋：

一、定義與物理意義

天線功率增益（G）定義為：在相同輸入功率條件下，天線在最大輻射方向上的輻射強度（U）與理想點源（各向同性輻射器）在相同距離處産生的輻射強度之比。其數學表達式為： $$ G = frac{4pi U}{P_{text{in}}} $$ 其中：

$U$ 為天線在指定方向的輻射強度（W/sr），
$P_{text{in}}$ 為天線輸入功率（W）。

關鍵點：

增益包含天線的方向性（聚焦能力）和效率（損耗程度）。若天線無損耗，增益等于方向性系數（D）；實際增益需考慮歐姆損耗、介質損耗等效率因子（$eta$），即 $G = eta cdot D$ 。

二、參考标準與測量依據

根據國際電信聯盟（ITU）建議書ITU-R SM.329-12，天線增益的測量需在标準遠場條件下進行，并明确參考天線類型：

dBi：以各向同性天線為參考（理論基準），
dBd：以半波偶極子為參考（實際常用），二者關系為 $1text{dBd} approx 2.15text{dBi}$ 。

權威解讀：

美國電氣電子工程師學會（IEEE）标準IEEE Std 145-2013 強調，增益需标注工作頻率、極化方式和測試環境（如自由空間或地面反射影響），否則數據不具可比性。

三、工程應用場景

衛星通信：高增益抛物面天線（如30 dBi）聚焦波束，補償遠距離路徑損耗（例：地球站與同步衛星鍊路）。
5G基站：多陣列天線通過波束賦形提升特定用戶方向的增益，增強信號覆蓋并抑制幹擾。
射頻識别（RFID）：讀寫器天線的增益直接影響标籤識别距離（典型值：6–8 dBi）。

四、與相關參數的區别

參數	定義	與增益的關系
方向性系數	最大輻射強度與平均輻射強度之比	增益 = 方向性 × 輻射效率
天線效率	輻射功率與輸入功率之比	效率 < 1 時，增益低于方向性
波束寬度	主瓣輻射功率下降3 dB時的角度範圍	增益越高，波束寬度通常越窄

注：美國聯邦通信委員會（FCC）文件OET Bulletin 65 規定，商用天線需标稱最大增益及輻射模式，以确保合規部署。

參考文獻與來源

IEEE Antennas and Propagation Society - IEEE Standard Definitions of Terms for Antennas (IEEE Std 145-2013).
International Telecommunication Union - ITU-R Recommendation SM.329-12: Unwanted Emissions.
Federal Communications Commission - OET Bulletin 65: Evaluating Compliance with FCC Guidelines for Human Exposure to Radiofrequency Electromagnetic Fields.
Microwave Journal - High-Gain Antenna Design for Satellite Communications (技術白皮書).
3GPP Technical Report 38.901 - Study on Channel Model for Frequencies from 0.5 to 100 GHz.
RFID Journal - Antenna Gain and Its Impact on RFID System Performance.
FCC Rules Part 15 - Regulations for Antenna Gain Measurement and Labeling.

網絡擴展解釋

天線功率增益是衡量天線在特定方向上集中輻射功率能力的核心指标，其核心概念和原理可歸納如下：

一、基本定義

天線功率增益指在輸入功率相同條件下，天線在最大輻射方向的功率密度與理想全向天線（各向同性輻射體）的比值。這一定義包含兩個關鍵點：

相對性：增益值通過與理想全向天線對比得出，例如增益3 dB表示該方向輻射強度是全向天線的2倍
方向性：增益僅針對特定方向，天線其他方向可能有信號衰減

二、物理原理

能量再分配：天線不會增加總輻射能量，而是将能量集中到特定方向（類似手電筒聚光原理）
方向圖特性：主瓣越窄、副瓣越小，增益越高。典型高增益天線方向圖主瓣寬度可小于30°
效率公式：實際增益涉及效率因素，滿足關系式： $$ G{text{realized}} = G{text{total}} times η $$ 其中η為輻射效率，包含阻抗匹配損耗

三、影響因素

結構設計：抛物面天線通過反射器聚焦波束，陣列天線通過相位控制實現高增益
工作頻率：高頻段天線更易實現高增益（波長較短，相同尺寸可容納更多輻射單元）
材料損耗：導體電阻、介質損耗會降低實際增益

四、工程應用

衛星通信：12米口徑抛物面天線可達60 dBi以上增益
5G基站：采用Massive MIMO技術，通過128個陣元實現25 dB增益
WiFi路由：常見全向天線增益2-5 dBi，定向天線可達9 dBi

單位說明

增益常用dBi（相對于理想點源）或dBd（相對于半波偶極子），換算關系：1 dBd ≈ 2.15 dBi。例如某天線标稱增益14 dBd，等同于16.15 dBi。

實際選擇天線時需權衡增益與覆蓋範圍：高增益天線雖能延長傳輸距離，但波束覆蓋角度會相應變窄（如120°扇形天線增益比全向天線高6-8 dB）。