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關于駐波比、增益、方向圖、方向性系數、效率之間的關系的思考

 
方向圖與方向性系數D 
 
天線方向圖的形狀、最大輻射方向等參數，由天線的結構參數確定的，因為天線的結構固定了之后，計算天線上電流分布的方程就固定+邊界條件也固定=解就是一定的。所以場形是固定的。方向性系數的大小D也就固定了。 
1/4波長的單極接地天線，方向性系數=3.28 ，H<λ的直立天線，方向性系數約為3 
 
天線的總效率η=ηA*ηB 
 
ηA為輻射效率=輻射功率/輸入功率  
 
這部分由天線的結構和天線近場的環境決定（如天線接地面積的大小，天線的凈空間），與匹配無關；由于天線產生的磁場作用于地表面，將在地表面引起電流，此電流會引起損耗為磁損耗，對于接地天線如PIFA、MONOPOLE天線，大地本身也是天線的一部分，電流流經大地也會產生損耗，為電損耗。總之，大地的損耗將造成天線輻射效率的降低。  
 
ηB為饋電效率=1-|Γ|2     這部分是由天線的匹配決定，反射功率多，反射系數Γ大,VSWR高，灌到天線里的功率就會很小，輻射出去的功率也會小，因此，VSWR高，天線的饋電效率會降低，天線總效率相應也會降低。 
 
增益G=ηD  
 
結構固定天線的增益，由效率來決定天線增益的大小。 
 
ETS暗室可以把G 、D、η 的值都測出來，但一般增益圖上所看到的增益是G，而不是方向性系數D ，因此天線總效率低，即使方向性系數D高，那么天線的增益G也會低。 
 
因此說天線匹配沒有調好，VSWR高會影響天線的總效率η和增益G，但不會影響方向性系數D和方向圖的形狀。 
 
HFSS  CST等仿真軟件上仿真出來數據應該的是考慮總效率（包括輻射效率和饋電效率）之后的增益，而不是僅僅是方向性系數D。 
 
  以上是個人的一點理解，希望能和大家一起探討~~ 

網友回復:

不錯

網友回復:

說的太好了

網友回復:

頂！

網友回復:

恩恩，說的好。HFSS里面有參數gain和realized gain，前面的應該是不考慮阻抗失配即不考慮饋電效率的增益，后者是考慮后的增益。所以，我們在看做仿真的時候最好要看realized gain，但是現在看到的很多文章發表時給的多是前者。

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