二、天线的性能参数

天线主要考虑的性能参数

1辐射方向图：以天线为中心，辐射功率密度随角坐标变化。如定向，全向。

2方向性：距离天线同样距离的方向图上最大功率密度与各项同性平均功率密度之比。

3增益：方向性因子乘以天线效率（辐射功率与输入功率之比）。

4极化：在最大辐射方向上，随时间变化的电场描出的轨迹，如椭圆极化（线极化和圆极化）。

5输入阻抗：馈电口的电压与电流之比，称为天线的输入阻抗。

6带宽：可考虑方向图带宽、增益带宽、输入阻抗带宽等。

7综合考虑项：尺寸、重量、功率、工作环境、成本费用等。

天线的工作频带宽度有两种定义

一驻波比SWR≤1.5的情况下，天线的频带宽度；

二天线增益下降3dB范围内的频带宽度。

回波损耗、反射系数、电压驻波比、S参数

回波损耗RL：入射功率/反射功率，dB。RL=-S11.

反射系数Γ：反射电压/入射电压，标量。S11=20lg(Γ).

电压驻波比VSWR：波腹电压/波节点电压。VSWR=(1+Γ)/(1-Γ).

S参数：

          S11为输入反射系数，也就是输入回波损耗。

          S12为反向传输系数，也就是隔离度。

          S21为正向传输系数，也就是增益。

          S22为输出反射系数，也就是回波损耗。

电压驻波比、反射功率、传输功率

电压驻波比   1.0     1.1     1.2     1.5     2.0     3.0

反射功率      0      0.2     0.8     4.0     11.1    25.0

传输功率     100    99.8    99.2     96.0    88.9    75.0

传输线的50Ω

同轴线，主要考虑是功率的传输和传输过程中的衰减。为了是传输线传输功率最大，就要使传输线的内外导体有一个比值。如，以空气为介质的传输线，外半径/内半径=1.65时，传输的功率最大，此时特性阻抗为30Ω。外半径/内半径=3.59时，这时衰减最小，此时特性阻抗为77Ω。为了二者兼有，折中取值50Ω。

馈线损耗

因为馈线有损耗，所以天线的馈线长短会影响发射机与天线的匹配。一般馈线的损耗为0.3dB/m，馈线长度为10m时就近乎衰减了3dB，功率衰减了一半。

天线的负增益

dBd和dBi； dBd+2.15=dBi。

dBd：一个天线和对称振子相比较的增益用dBd表示；

dBi：一个天线与各向同性辐射器相比较的增益用dBi表示。

3dBd=5.17dBi。

天线的增益反应天线朝一个特定方向收发能量的能力。天线的增益和天线方向图有密切的关系：主瓣越窄，副瓣越小增益越高。

天线增益=天线效率x天线方向性。天线方向性是恒大于1的，而天线的效率可能小于1，取对数后就为负值。如果天线的效率过于低，就会使得天线增益为负值。实际效果上看相当于一个衰减器（本质并非衰减器），随后从dB形式分析，在系统电路中的增益就是放大器增益和天线增益之和。