前面我們分析過(guò)影響天線(xiàn)傳輸距離的因素，其實(shí)天線(xiàn)增益對(duì)傳輸距離的影響也是非常大的，那么天線(xiàn)增益是不是越高越好呢？搞懂增益的概念，以及天線(xiàn)的信號(hào)傳輸原理，你就知道天線(xiàn)到底該如何去選了。
在輸入功率相等的條件下，實(shí)際天線(xiàn)與理想的輻射單元在空間同一點(diǎn)處所產(chǎn)生的信號(hào)的功率密度之比，它定量地描述一個(gè)天線(xiàn)把輸入功率集中輻射的程度。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)天線(xiàn)增益就是指衡量天線(xiàn)朝一個(gè)特定方向收發(fā)信號(hào)的能力，單位dbi。
天線(xiàn)增益實(shí)際上是一個(gè)相對(duì)值，有沒(méi)有增益，要看跟誰(shuí)比較；對(duì)于天線(xiàn)來(lái)說(shuō)，增益是在某個(gè)方向上相對(duì)于點(diǎn)輻射源或者半波振子來(lái)比的。
可以看到，增益的輻射方向是呈一個(gè)“蘋(píng)果”形的，理論上天線(xiàn)增益的數(shù)值大，信號(hào)好，傳輸距離就遠(yuǎn)，那么如何提高天線(xiàn)增益呢？答案就是將這個(gè)“蘋(píng)果”向我們需要的方向使勁“拍扁”“擠兌”它。
如何才能將這個(gè)“蘋(píng)果”“拍扁”呢，這就需要增加天線(xiàn)單元振子，所以通常情況下天線(xiàn)增益越高體積越大。
如何才能“擠兌”它呢，那就需要增加反射板，反射板的作用是把左邊的輻射能量搬運(yùn)到右邊，使得天線(xiàn)右邊輻射能力更強(qiáng)，增益更高（這類(lèi)天線(xiàn)通常叫做定向天線(xiàn)）。
了解清楚天線(xiàn)增益的輻射原理以后，我們?cè)賮?lái)回到最開(kāi)始的問(wèn)題，天線(xiàn)增益是不是越高越好呢？顯然并不是。
天線(xiàn)增益越高，覆蓋的距離增大，但同時(shí)會(huì)壓窄波束（輻射區(qū)域）寬度，導(dǎo)致覆蓋的均勻性變差。天線(xiàn)增益的選取應(yīng)以波束和目標(biāo)區(qū)相配為前提，為了提高增益而過(guò)分壓窄垂直面波束寬度是不可取的。
如下圖示：增益越高，垂直方向上波束寬度越窄；反之亦然。
最佳方法是通過(guò)優(yōu)化方案，實(shí)現(xiàn)服務(wù)區(qū)外電平快速下降、壓低旁瓣和后瓣，降低交叉極化電平，采用低損耗、無(wú)表面波寄生輻射、低VSWR的饋電網(wǎng)絡(luò)等途徑來(lái)提高天線(xiàn)增益才是正確的。
雖然天線(xiàn)增益越高，信號(hào)越好，傳輸距離也越遠(yuǎn)，但增益越高，垂直方向的覆蓋范圍就越小，所以在選擇天線(xiàn)的時(shí)候，還需要考慮到實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，如果是大批量使用，還可以考慮天線(xiàn)定制設(shè)計(jì)，定制最佳的天線(xiàn)方案，才能實(shí)現(xiàn)設(shè)備的最佳傳輸距離。
天線(xiàn)增益與通信距離遵循平方根定律（如上圖所示），但實(shí)際工程中需結(jié)合頻率特性、環(huán)境建模（如射線(xiàn)追蹤算法）和AI優(yōu)化算法（如深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)波束搜索）。建議通過(guò)射頻仿真軟件（HFSS/CST）進(jìn)行精確建模，并在部署后使用網(wǎng)絡(luò)分析儀（RSA5065）進(jìn)行實(shí)測(cè)驗(yàn)證。
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