天线增益测量的概述

天线增益是表征天线特性的重要参数，是天线设计的主要指标之一。天线增益等于天线效率与方向系数之积。各种天线都有一定的方向性，方向函数或方向图仅描述天线的辐射场强在空间的相对分布，为了定量描述天线在某一特定方向上的辐射能量的集中程度需引入天线方向系数这一参数。绝大多数天线都需要通过实际测试来确定其增益，测量天线的增益有比较法和绝对法，当输入功率相同时，天线在指定方向的辐射功率密度与理想点源辐射功率密度之比定义为天线的功率增益。增益的定义不含阻抗和极化失配产生的系统损耗，天线的增益常用GdB或GdBi表示，对应于线极化或圆极化（左旋或右旋）的部分增益常用GdB或GdBi来表示。

用何种方法测量天线的增益在很大程度上取决于天线的工作频率。例如，对工作频率高于0.1 GHz以上频段的天线，常用自由空间测试场地；对于工作频率在0.1 GHz以下的天线，常用地面反射测试场确定天线的增益。由于地面对天线的电性能有明显的影响，当天线尺寸很大时，在原地测量它的增益；对于工作频率低于1 MHz的天线，一般不测量天线的增益，只测量天线辐射地波的场强。比较法是测量天线最常用的方法。此方法要求必须具备一已知增益的标准天线。标准增益天线应具有以下特性：

（1）天线的增益应当精确已知；

（2）天线的结构简单牢固；

（3）天线最好为线极化，但也可以是圆极化，此时必须具备旋向相反的两个圆极化天线。无论使用哪种极化，天线的极化纯度都应尽可能高。

1）UHF以下频段的标准增益天线(www.xing528.com)

在UHF以下频段，常用半波振子或半波折合振子作标准增益天线，它的增益为2.15 dB；半波折合振子作为标准增益天线。在UHF频段，常用定向天线作为标准增益天线，二元半波振子增益相对半波振子为7.7 dB。

2）微波频段的标准增益天线

微波频段的标准增益天线常用最佳角锥喇叭天线（图10-19）。

图10-19　标准增益喇叭天线