天线有效面积与天线增益的关系

天线有效面积对天线增益的影响

1. 天线有效面积对天线增益的影响 通常，天线是无源可逆器件。天线既可以用来发射电磁波，也可以用来接收电磁波。当天线用于接收时，最让人关心的是该天线能从来波中获取多大的功率。天线最大可接受功率（实功率）PRM与来波的实功率流密度Si是成正比的：PRM=AeSi比例系数Ae具有面积的量纲，因而称为有效面积（effective area）。这样，如已知天线有效面积Ae，便可方便地根据来波的功率密度Si求得天线的接收功率。 为导出Ae的计算公式，我们来考察上图所示的接收天线等效电路。这里利用戴维宁定理把接收天线在其输出端ab处用一个电压源与内阻抗的串联组合来等效。2. 为其内阻抗，ZL=RL+jXL为所接负载阻抗。当ZL=Zin*时，负载获得最大接收功率：PRM= 12Iin2RL = 12Ur24Rin2Rin=Ur28RinAe= PRMSi = Ur28RinSi 对于长L的电流源，当来波电场强度为Ei时，所感应的接收电动势为Ur=EiLsin=EiL(最大值对应于=90)，Rin=Rr=802（L/）。从而得Ae=（EiL）28802（L/）2Ei2/240 = 382 对电流元，前面已得G = D =32 ，比较上二式可得增益与Ae的关系如下：GAe = 32382 = 42虽然这一关系是对电流元导出的，但可以证明这个比例系数对任何天线都相同。于是，我们可利用此式由天线的G得出其Ae值。