天线辐射效率与天线增益的关系

实际天线中的导体和介质都要引入一定的欧姆损耗,使天线辐射功率P_r小于其输入功率P_in。若天线损耗功率表示为
P_σ = 1/2 I^2 R_σ
则天线辐射功率(radiation efficiency)为
e_r= P_r/P_in = P_r/(P_r+P_σ ) = R_r/(R_r+R_σ )
大多数微波天线的欧姆损耗都很小,e_r≈1。但是对于频率很低的长、中波天线,除天线本身的欧姆损耗之外,还有大地中感应电流所引入的等效损耗,使得R_σ更大些;又因为波长长,,其电长度小,使得R_r小,这样导致其辐射效率很低。
天线增益(Gain)定义为天线在 辐射方向上远去某点的功率密度与输入功率相同的无方向性天线在同一点的功率密度之比,即
G=S_M/S_0 丨P_in 相同,r相同
因无方向性天线假定是理想的,其P_σ=0,故有
G= (E_M^2 〖 r〗^2)/(60P_in ) = (E_M^2 〖 r〗^2)/(60P_r ) P_r/P_in = De_r
可见天线增益是天线方向性系数和辐射效率这两个参数的结合。雅驰实业告诉您,对于微波天线,由于辐射效率很高,天线增益与方向性系数差别不大,这两个术语往往是混用的。
通常用分贝来表示增益,则令
G(dB)=10 lgG,dB
若设电偶极子e_r=1,则有
G(dB)= D(dB)= 10 lg1.5=1.76 dB