日常生活中,我們使用手機(jī)、電腦連接WiFi時(shí),常會(huì)遇到這樣的現(xiàn)象:調(diào)整路由器的天線角度后,信號(hào)強(qiáng)度會(huì)發(fā)生明顯變化,有的角度能讓網(wǎng)頁(yè)瞬間加載完成,有的角度卻頻繁出現(xiàn)卡頓甚至掉線。不少人誤以為是天線功率發(fā)生了改變,實(shí)際上,這種信號(hào)強(qiáng)弱的變化主要與天線增益這一特性有關(guān)。從家庭路由器到戶(hù)外通信基站,從電視接收設(shè)備到天上的衛(wèi)星,天線增益作為隱藏在設(shè)備背后的關(guān)鍵參數(shù),直接影響著無(wú)線信號(hào)的傳輸距離、穩(wěn)定性和覆蓋范圍,與我們的日常生活緊密相連。
要理解天線增益,需從能量守恒定律入手。許多人存在一個(gè)誤解,認(rèn)為天線增益就是放大信號(hào)功率,能讓原本微弱的信號(hào)變得更強(qiáng),甚至創(chuàng)造出新的能量。然而,天線本質(zhì)上是一種無(wú)源器件,它不需要外接電源供電,也無(wú)法創(chuàng)造新的電磁能量。其核心作用并非放大能量,而是對(duì)能量進(jìn)行空間上的重新分配。以手電筒為例,沒(méi)有聚光罩的手電筒,光線會(huì)向四面八方發(fā)散,雖然照亮范圍廣,但亮度分散,照射距離有限;而帶有聚光罩的手電筒,會(huì)將原本分散的光線收攏并聚焦到特定方向,使該方向的光線更亮、照射距離更遠(yuǎn),但光線的總能量并未增加,只是分配方式發(fā)生了改變。天線增益的原理與此類(lèi)似,都是通過(guò)特定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),改變能量的分布形態(tài),從而實(shí)現(xiàn)特定方向上的信號(hào)強(qiáng)化。
衡量天線增益時(shí),常用的單位有dBi和dBd。這兩種單位的參考基準(zhǔn)不同,換算關(guān)系也有明確標(biāo)準(zhǔn),并非隨意設(shè)定。其中,dBi是以理想各向同性輻射器為參考基準(zhǔn)。這種理想天線在理論中存在,它能夠?qū)⑤斎氲墓β示鶆蚍峙涞饺S空間的所有方向,在任意方向上的輻射功率密度都保持相同。通過(guò)這種標(biāo)準(zhǔn)化的參考,可以更準(zhǔn)確地評(píng)估和比較不同天線的增益性能,為無(wú)線通信設(shè)備的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供重要依據(jù)。











