无源天线指的是没有源(信号源或放大器)的天线,凭借其自身的电气特性将传输的信号变换成电磁波发射出去。那么为什么没有源的天线还能有增益呢?这是因为增益是指天线将其接收到的电磁波转换成电信号的能力,然后输出的电信号与输入的电磁波功率比值之间的比率。无源天线能够输出的电磁波的功率比输入电磁波的功率更强一些,因此能够实现增益。
一般来讲,对于有源天线,我们常常通过增益的单位“dBi”来表示。但是对于无源天线而言,没有信号源,就没有以dBm或其他单位表达增益的方法。因此我们一般使用“比值增益”(gain ratio)来表示无源天线的增益。比值增益的计算方法是,将天线输出的电信号功率与输入电磁波功率之比,再除以1所得到的结果。
无源天线的增益是由其特殊的电气结构和形状所决定的。例如,某些特定的天线结构和形状能够实现电磁波在天线内部的高度聚集和选择性放射,从而提高天线的增益。另外,无源天线的增益还与其频率响应和精度有关,如果在特定的频率段内天线的频率响应较为均匀,则天线的增益也会相应提高。
无源天线的增益提高了其接收和发射信号的能力,从而使其在实际应用中具有更广泛的适用性。例如,通信系统中使用的天线如果没有足够的增益,无法实现远距离的数据传输,而增益高的天线可扩大无线通信范围;雷达系统中使用的天线需要高增益来提高探测和捕获的目标的信号强度;卫星通信中,无源天线通过提高收发信号的强度来克服外部干扰,从而实现更加高效的数据传输。