天線與傳播

天線增益(antenna gain)

天線增益衡量天線把能量集中到「最佳方向」的程度,並以一個假想的各向同性輻射體(在所有方向均勻輻射)作為比較基準。想想同一顆燈泡裸裝在燈座上,相對於放在手電筒反射罩後面:反射罩沒增加任何功率,但正前方的光束亮得多,因為原本浪費掉的方向的光被重新導向前方。增益就是這種「變亮」的倍數,以 dBi(相對於各向同性的分貝)表示。

簡單偶極約 2.15 dBi;Wi-Fi 平板天線約 8 dBi;大型衛星碟可超過 40 dBi,即一萬倍的集中。增益與波束寬呈反比取捨——每多一分貝增益就讓波束更窄,因此高增益碟形天線必須精準對準,而低增益鞭狀天線則寬容得多。關鍵是:增益已把現實損耗(金屬中的發熱)算進去,而它的近親「指向性(directivity)」則是無損耗的理想值。

G = e · D (gain = efficiency × directivity); G_dipole ≈ 2.15 dBi

dBi(相對各向同性)與 dBd(相對偶極)正好相差 2.15 dB——務必確認規格書用的是哪個基準,否則你對天線的判斷就會差這麼多。

又稱
directive gaindBi增益