家里的路由器通常会配有几根可调节的天线,有时候把天线掰成不同角度,手机或者电脑收到的WiFi信号就会不一样,有的角度信号强,网页加载飞快,有的角度却容易卡顿、掉线。很多人会误以为是天线本身的功率变了,其实这背后主要和天线增益有关,一种看似简单却影响着所有无线信号传输的特性。我们每天接触的手机、电视、路由器,甚至户外的通信基站、天上的卫星,它们的天线都有增益参数,只是大多数人不会特意去关注这个隐藏在设备背后的关键指标。无线信号能不能传得远、传得稳,信号覆盖范围有没有盲区,很多时候都由这个参数决定,它不是什么高深莫测的专业术语,而是和我们日常生活息息相关的实用知识。
能量守恒定律是理解天线增益的关键,很多人对它存在一个常见的误解,认为增益就是放大信号功率,能让原本微弱的信号变得更强,甚至创造出新的能量。这种想法其实不对,天线本身是无源器件,不需要外接电源供电,也无法创造任何新的电磁能量,它的核心作用不是放大能量,而是对能量进行空间上的重新分配。就像我们日常使用的手电筒,没有聚光罩的手电筒,光线会向四面八方发散,亮度分散,能照亮的范围广但距离近;而带有聚光罩的手电筒,会把原本分散的光线收拢起来,聚焦到一个特定的方向,这个方向的光线会变得更亮,能照射到更远的地方,但光线的总能量并没有增加,只是分配方式发生了改变。天线增益的原理和手电筒聚光完全一致,都是通过结构设计,改变能量的分布形态,实现特定方向上的信号强化。
衡量天线增益的单位有两种常见表述,分别是dBi和dBd,这两种单位的参考基准不同,换算关系也有明确的标准,并非随意设定。其中dBi是以理想各向同性辐射器为参考基准,这种理想天线是理论上的存在,它能将输入的功率均匀分配到三维空间的所有方向,在任意方向上的辐射功率密度都相同,因此它的增.......
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