什么是天线增益，是越大越好吗？

咱们来聊聊，什么是天线增益，是不是越大越好。

实际上，这完全取决于天线用在什么地方。就像手电筒，如果把反光镜拿掉了，手电筒肯定就不那么亮了。但如果需要一个全向光源来均匀照亮房间，那么拿掉反光镜，让光线均匀散开，显然更合适。同样，如果目标是制造一个激光，那么将灯泡的所有光线通过透镜集中成一束狭窄的激光，无疑是一个提升。但如果目的是照亮整个房间，那么这种集中的光线就不太合适了。

这种把光线集中到特定方向的现象叫做方向性，而集中的程度称为增益。在天线领域，这两个概念与光源的行为非常相似。想象一下，如果一个天线像蜡烛一样，能量向四面八方均匀辐射，那它就是一个没有方向性的各向同性辐射器。在技术层面，这种情况被称为0 dBi，意味着每个方向的辐射能量都是一样的。

现在，如果在蜡烛旁边放置一面镜子，镜子会改变光能的分布并赋予蜡烛方向性。镜子会让房间的一半变暗，另一半变亮，因为光线被反射并集中到一个方向。这种通过从不利方向窃取和重定向能量来增强某些方向上的能量的做法，同样适用于天线。

因此，对于天线而言，也不会产生无线电能量，它们只是将其转移、引导或集中在某个方向。这种定向特征称为增益。一面镜子可以重定向蜡烛的一半能量，并使其在某些方向上看起来亮两倍，即两根蜡烛。在这种情况下，我们说镜子提供了3 dB的增益，因为它将能量加倍了。

在这里提一下天线增益的度量单位，是分贝（dB）。但它通常是相对于参考天线来说的，通常以输入相同功率的全向天线或半波振子天线在某方向的辐射强度为参考值，以全向天线为参考时记作dBi(i-isotropic)，以半波对称振子(偶极子)天线为参考时记作dBd(d-dipole)。

从天线增益的定义我们可以理解，天线增益是指在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的场强的平方之比，即功率之比，它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。

天线在不同方向上的增益表现，通过天线增益模式（或方向图）来表示，，方向图主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。

用极坐标系表示的方向图（来源于网络）

用球坐标系表示的3D方向图（来源于网络）

所有天线都表现出一定程度的方向性，而增益在不同方向上的变化则体现了这种方向性。即使是全向天线，在其辐射模式中也存在“盲点”或“零点”。

理解增益的真正含义后，我们可以更好地判断对于任何特定应用来说，增益是更多还是更少更好。高增益的天线，就像手电筒一样，需要指向特定的方向。虽然天线不会创造新的射频能量，但其方向性能将信号有效地发送到目标位置。

然而，如果希望无线信号均匀地覆盖整个房间，那么可能就不需要增益或其带来的方向性。因为，增益本质上是从某些方向“窃取”辐射能量以增强其他方向的信号。

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