天线效率多少算好，温顿天线效率

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1，温顿天线效率
2，天线增益和天线效率
3，基站天线性能参数

1，温顿天线效率

天线效率指天线辐射出去的功率（即有效地转换电磁波部分的功率）和输入到天线的有功功率之比。是恒小于1的数值。都是基于某一个频点的值.看到很多时候天线辐射效率的值都是大于1.达到1.2。按照公式辐射效率= (accepted power-天线介质损耗)/accepted power，实际调试天线的时候，天线效率=辐射效率*(1-RL)。

温顿天线效率

2，天线增益和天线效率

物联网领域的发展离不开无线通信技术，无线通信技术的发展越来越追求低功耗、长距离，这些都离不开天线技术。本文主要厘清天线几个基本概念。天线的原理是利用高频交变电流，变化的电场产生变化的磁场，变成的磁场产生变化的电场，不断激发形成无线电磁波传输。 dbm翻译成中文是分贝毫瓦，是一个表示无线功率的绝对值。它的数值是以1mw功率为基准的一个比值。计算公式如下：dbm=10log（p/1mw）。比如：WIFI路由器的功率是100mw，那么它的发射信号强度就是20dbm。例如CC2642芯片的最大发射功率是5dBm，换算成毫瓦即 10^0.5=3.1mW；nRF52840最大发射功率8dBm，即6.3mW。0dBm对应1mW 常用的两种理想天线叫均向辐射体和双偶极子天线各向同性辐射体 (英文名：isotropic antenna)是电磁波或声波的理论点源，其在所有方向上辐射相同强度的辐射。它没有首选的辐射方向。它在以辐射源为中心的球体上向各个方向均匀辐射。现实中并不存在理想的辐射点源，但是一些尺寸比较小的天线在较远的距离上可以看作均向辐射体。偶极子天线（英文名：Dipole antenna或doublet）由一对对称放置的导体构成，导体相互靠近的两端分别与馈电线相连。用作发射天线时，电信号从天线中心馈入导体；用作接收天线时，也在天线中心从导体中获取接收信号。偶极子天线是在无线电通信中，使用最早、结构最简单、应用最广泛的一类天线。理想的天线可以将所有能量发射出去，实际中的天线可能由于阻抗匹配等原因，只能发射一部分能量，另一部分损耗了。天线效率指的是天线发射出去的功率占输入功率的比例，总是小于100%。不同的天线其波束形状各不相同，天线增益是描述天线方向性+天线效率的一个综合指标。天线增益定义为在信号最强的方向上，信号的发射强度，与相同功率驱动的理想均向辐射体的信号强度的比值(dBi)，或者与相同功率驱动的双偶极子天线在最强方向上信号强度的比值(dBd)。理想的双偶极子天线增益为2.15dBi，因此Gain(dBd)=Gain(dBi)-2.15 天线增益可以很大，也可以很小，主要取决于天线的方向性，以及天线效率。例如下图是一个典型板载偶极天线的测试报告，可以看到，天线效率是43%，天线增益是3.43dBm。此天线有方向性，在最强的方向上，其发射功率比理想均向辐射体强大约一倍多，但是更多的方向上要比均向辐射体弱。关于BLE设备信号传输距离的估算，官方网站给出了一个估算器，结合模式，发送功率，天线增益，可以计算出通信距离范围https://new.qq.com/omn/20210404/20210404A027J400.html https://zhuanlan.zhihu.com/p/360479857 https://zhuanlan.zhihu.com/p/367186279 https://www.antenna-theory.com/cn/basics/gain.php

天线增益和天线效率

3，基站天线性能参数

天线工作频率无论天线还是其他通信产品，总是在一定的频率范围(频带宽度)内工作，其取决于指标的要求。通常情况下，满足指标要求的频率范围即可为天线的工作频率。天线一般来说，在工作频带宽度内的各个频率点上，天线性能是有差异的。因此，在相同的指标要求下，工作频带越宽，天线设计难度越大。辐射参数主瓣;副瓣;半功率波束宽度;增益;波束下倾角;前后比;交叉极化鉴别率;上旁瓣抑制;下零点填充;根据天线辐射参数对网络性能影响程度，可分类如下：半功率波束宽度在方向图主瓣范围内，相对最大辐射方向功率密度下降至一半时的角域宽度，也叫3dB波束宽度。水平面的半功率波束宽度叫水平面波束宽度;垂直面的半功率波束宽度叫垂直波束宽度。天线增益与波束宽度的关系：水平面波束宽度每个扇区的天线在最大辐射方向偏离±60o时到达覆盖边缘，需要切换到相邻扇区工作。在±60o的切换角域，方向图电平应该有一个合理的下降。电平下降太多时，在切换角域附近容易引起覆盖盲区掉话;电平下降太少时，在切换角域附近覆盖产生重叠，导致相邻扇区干扰增加。理论仿真和实际应用结果表明：在密集建筑的城区，由于多径反射严重，为了减小相邻扇区之间的相互干扰，在±60o的电平下降至-10dB左右为好,反推半功率宽度约为65o;而在空旷的郊区，由于多径反射少，为了确保覆盖良好，在±60o的电平下降至-6dB 左右为好，反推半功率宽度约为90o。水平面波束宽度、波束偏斜及方向图一致性决定了覆盖区方位向的性能好坏。多径反射传播：P ~~ 1/R^nn = 2~4±60o电平设计：------------------市区 n=3~3.59~10.5dB 下降郊野：n=26 dB 下降垂直面波束宽度及电下倾角精度决定了网络覆盖区中距离向性能的好坏。观察下图的垂直面方向图。波束应该适当下倾，下倾角度最好使得最大辐射指向图中目标服务区的边缘。如果下倾太多(黄色)，服务区远端的覆盖电平会急剧下降;如果下倾太少，覆盖在服务区外，且产生同频干扰问题。电下倾角度最大辐射指向与天线法线的夹角。前后比抑制同频干扰或导频污染的重要指标.通常仅需考察水平面方向图的前后比,并特指后向±30°范围内的最差值。前后比指标越差，后向辐射就越大，对该天线后面的覆盖小区造成干扰的可能性就越大。特殊应用中才会考察垂直面方向图的前后比，比如基站背向区域有超高层建筑物。天线增益系指天线在某一规定方向上的辐射功率通量密度与参考天线(通常采用理想点源)在相同输入功率时最大辐射功率通量密度的比值。天线增益、方向图和天线尺寸之关系天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力，它是选择基站天线重要的参数之一。天线增益越高，方向性越好，能量越集中，波瓣越窄。增益越高，天线长度越长。天线增益的几个要点:1)天线是无源器件，不能产生能量。天线增益只是将能量有效集中向某特定方向辐射或接受电磁波的能力。2)天线的增益由振子叠加而产生。增益越高，天线长度越长。3)天线增益越高，方向性越好，能量越集中，波瓣越窄。增益影响覆盖距离指标 ,合理选择增益!!!提高天线增益，覆盖的距离增大，但同时会压窄波束宽度，导致覆盖的均匀性变差。天线增益的选取应以波束和目标区相配为前提，为了提高增益而过分压窄垂直面波束宽度是不可取的，只有通过优化方案，实现服务区外电平快速下降、压低旁瓣和后瓣，降低交叉极化电平，采用低损耗、无表面波寄生辐射、低VSWR的馈电网络等途径来提高天线增益才是正确的交叉极化比极化分集效果优劣的指标为了获得良好的上行分集增益，要求双极化天线应该具有良好的正交极化特性，即在±60o的扇形服务区内，交叉极化方向图电平应该比相应角度上的主极化电平有明显的降低，其差别(交叉极化比)在最大辐射方向应大15dB，在±60o内应大于10dB，最低门槛也应该大于7dB，如图所示。如此，才可以认为两个极化接收到的信号互不相关。副瓣抑制抑制同频干扰或导频污染的辅助指标对于城区建筑物密集的应用场景，一方面因通信容量大要求缩小蜂窝，另一方面因楼房遮挡和多径反射，难以实现大距离覆盖。通常采用增益13~15dBi的低增益天线，大下倾角做微蜂窝覆盖，从而，主波束的上侧第一、二旁瓣指向前方同频小区的可能性很大，这就要求在设计天线时，设法对上旁瓣进行抑制，从而降低干扰。下零点填充在某些特殊场景有限减少盲点的辅助指标在天线设计时，对下零点进行适当填充，就可能减少掉话率。但零点填充要适可而止，当对零点填充要求较高时，增益损失较大，得不偿失。对于低增益天线，由于波瓣较宽，应用时通常下倾角较大，下旁瓣不参与覆盖，不需要进行零点填充。多径的影响，导致近距离零点效应不明显或者消失。方向图圆度评估全向天线均匀覆盖效果的指标仅需考察水平面方向图的圆度。评估举例：指标为±1dB，所有频点都需要优于该指标。电压驻波比电压驻波比(VSWR)：为传输线上的电压最大值与电压最小值之比。当天线端口没有反射时，就是理想匹配，驻波比为1;当天线端口全反射时，驻波比为无穷大。电压驻波比是天线高效率辐射的基本指标要求。在全频段内考察VSWR，取最大值为指标。评估举例：指标为1.5，所有频点都需要优于该指标。隔离度是指某一极化接收到的另一极化信号的比例。一般指双极化天线中两个极化直接的隔离。三阶交调确保天线发射的交调干扰不影响接收机的灵敏度在全频段内考察PIM3，取最大值为指标。可通过交调指标反映供应商天线产品的综合水平，特别是物料生产及装配过程的质量控制能力。互调干扰的必要条件：足够强的互调信号电平+能够落入到系统接收频带天线主要参数计量单位计量单位说明1) dB相对值，表征两个量的相对大小关系，如A的功率比B的功率大或小多少个dB时，可按10log(A功率值/B功率值)计算。举例：A功率值为2W，B功率值为1W，即A相比B多了一倍，换算成dB单位为：10log(2W/1W) ≈3dB2) dBm表征功率绝对值的量，也可认为是以1mw功率为基准的一个比值，计算为：10log(功率值/1mw)。举例：功率值为10w，换算成dBm为10log(10w/1mw)=40dBm。3) dBi及dBd均表征天线增益的量，也是一个相对值，与dB类似，只是dBi及dBd有固定的参考基准：dBi的参考基准为全方向性理想点源，dBd的参考基准为半波振子。举例：0dBd=2.15dBi天线技术未来高性能天线面临不断增长的流量需求，提升网络容量，天线技术是关键。由于容量大小受限于SINR，通过天线技术来提升SINR，就必须最小化扇区间干扰，最大化集中化天线辐射能量。射频部分和天线融合总之，天线是任何一个无线电通信系统都不可缺少的重要组成部分。合理慎重地选用天线，可以取得较远的通信距离和良好的通信效果。

基站天线性能参数