天线有效面积对天线增益的影响Word格式.docx

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当天线用于接收时，最让人关心的是该天线能从来波中获取多大的功率。

天线最大可接受功率（实功率）PRM与来波的实功率流密度Si是成正比的：

PRM=AeSi

比例系数Ae具有面积的量纲，因而称为有效面积（effectivearea）。

这样，如已知天线有效面积Ae，便可方便地根据来波的功率密度Si求得天线的接收功率。

为导出Ae的计算公式，我们来考察上图所示的接收天线等效电路。

这里利用戴维宁定理把接收天线在其输出端ab处用一个电压源与内阻抗的串联组合来等效。

Ur为接收电动势，Zin=Rin+jXin为其内阻抗，ZL=RL+jXL为所接负载阻抗。

当ZL=Zin*时，负载获得最大接收功率：

PRM=12Iin2RL=12Ur24Rin2Rin=Ur28Rin

Ae=PRMSi=Ur28RinSi

对于长L的电流源，当来波电场强度为Ei时，所感应的接收电动势为Ur=EiLsinθ=EiL（最大值对应于θ=90°

），Rin=Rr=80π2（L/λ）。

从而得

Ae=（EiL）28×

80π2（L/λ）2×

Ei2/240π=38πλ2

对电流元，前面已得G=D=32，比较上二式可得增益与Ae的关系如下：

GAe=3238πλ2=4πλ2

虽然这一关系是对电流元导出的，但可以证明这个比例系数对任何天线都相同。

于是，我们可利用此式由天线的G得出其Ae值。

令Ae=A0eA，A0为天线在与其最大方向相垂直的横截面上的几何面积，eA称为天线效率，得

G=4πλ2Ae=4πλ2A0eA

经过雅驰实业小编的总结，天线电有效面积Ae/λ2越大，则天线增益越高。

如果保持天线效率eA不变，则天线电面积A0/λ2越大，天线增益越高。

正是基于这一关系，在许多应用中，为实现所需的天线增益，天线几何尺寸不能做小；

另一方面，为了使尺寸不变而具有高的增益，可以减小波长λ，来提高频率。

我国卫星电视广播目前主要采用C频段和Ku频段；

Ka频段是未来发展方向。

由C频段（4GHz）改为Ku频段（12GHz）后，全国便能用0.45m直径天线收看央视和省级卫视节目了。