天线理论 - 各向同性辐射

在上一章中，我们已经了解了辐射方向图。为了更好地分析天线的辐射，需要一个参考点。各向同性天线的辐射充满了这个空间。

定义

各向同性辐射是来自点源的辐射，在所有方向上均匀辐射，无论测量方向如何，其强度都相同。

天线辐射方向图的改善始终使用该天线的各向同性辐射来评估。如果辐射在所有方向上相等，则称为各向同性辐射。

  • 点源是各向同性辐射体的一个例子。然而，这种各向同性辐射实际上是不可能的，因为每个天线都以一定的方向性辐射其能量。

  • 各向同性辐射只不过是全向辐射。

  • 在 3D 中观察时，它具有甜甜圈形状的图案；在 2D 中观察时，它具有 8 字形图案。

全向辐射

上面给出的图显示了各向同性或全向方向图的辐射方向图。图 1 显示了 3D 中的环形图案，图 2 显示了 2D 中的 8 字形图案。

获得

各向同性辐射器具有单位增益，这意味着在所有方向上的增益因子均为 1。以dB为单位，可称为0dB增益（零损耗）。

等效各向同性辐射功率

根据标准定义，“各向同性天线辐射产生最大天线增益方向上观察到的峰值功率密度的功率量，称为等效各向同性辐射功率”。

如果使天线的辐射能量集中在一侧或某一特定方向，则辐射等效于该天线的各向同性辐射功率，这样的辐射将被称为EIRP，即等效各向同性辐射功率。

获得

尽管各向同性辐射是一种想象的辐射，但它是天线所能提供的最佳辐射。这种天线的增益将为 3dBi，其中 3dB 是 2 的因子，“i”代表各向同性条件的因子。

如果辐射集中在某个角度，则 EIRP 会随着天线增益的增加而增加。天线的增益最好通过将天线聚焦在某个方向来实现。

有效辐射功率

如果以半波偶极子为参考而不是各向同性天线来计算辐射功率，则可以将其称为ERP（有效辐射功率）。

$$ERP(dBW) = EIRP(dBW) - 2.15dBi$$

如果 EIRP 已知，则可以根据上面给出的公式计算 ERP。