Коэффицие́нт усиле́ния (КУ) анте́нны — отношение мощности на входе эталонной ненаправленной антенны к мощности, подводимой ко входу рассматриваемой антенны, при условии, что обе антенны создают в данном направлении на одинаковом расстоянии равные значения напряженности поля или такую же плотность потока мощности .

КУ является безразмерной величиной , может выражаться в децибелах (дБ, дБи, дБд). Для обозначения КУ используют латинскую букву G (от англ. Gain ).

Определение

КУ антенны показывает, во сколько раз необходимо увеличить мощность на входе антенны (выходную мощность радиопередатчика ) при замене данной антенны идеальной ненаправленной антенной , чтобы значение плотности потока мощности излучаемой антенной электромагнитной волны в точке наблюдения не изменилось. При этом предполагается, что коэффициент полезного действия (КПД) ненаправленной антенны равен единице.

Обычно оперируют значением КУ ${\displaystyle G_{0}}$ в направлении максимума диаграммы направленности антенны. При этом КУ становится количественной мерой способности антенны концентрировать мощность электромагнитной волны в узком луче с учётом потерь в элементах конструкции антенны и объектах, расположенных в ближней зоне антенны. Таким образом, КУ однозначно связан с коэффициентом направленного действия (КНД) ${\displaystyle D}$ и КПД ${\displaystyle \eta }$ антенны : ${\displaystyle G=D\cdot \eta .}$

При определении КПД потери на отражение из-за рассогласования входного импеданса антенны с импедансом источника возбуждения обычно не учитываются, либо это специально оговаривается ( КУ с учётом потерь на отражение ; в зарубежной литературе используется термин реализованный КУ и обозначение ${\displaystyle G_{r}.}$

Значение КУ, выраженное в безразмерных единицах в направлении максимума диаграммы направленности, может составлять от нуля до миллионов. КУ меньше единицы характерен для антенн с низким КПД: электрически малых антенн (укороченные, малогабаритные антенны) и антенн с искусственно введенными поглощающими элементами (антенны для работы в широкой и сверхширокой полосе радиочастот; антенны, располагающиеся на предельно малой высоте от грунта и др.).

Малое значение КУ не обязательно означает, что антенна обладает слабо выраженными направленными свойствами (то есть низким значением КНД). И, наоборот, антенна, формирующая направленное излучение (то есть с узкой диаграммой направленности, с высоким КНД) может « плохо излучать » радиоволны . Характерный пример — приемная антенна Бевереджа , обладающая типичными значениями КУ −30 дБи и КНД +15 дБи и обеспечивающая большее значение отношения сигнал/(эфирный шум + помеха) по сравнению со слабонаправленными антеннами (например, штыревыми и вибраторными, у которых различие между КУ и КНД существенно меньше) .

Примечания

Литература

• Сазонов Д. М. Антенны и устройства СВЧ. Учеб. для радиотехнических специальностей вузов. — М.: Высш. шк., 1988. — 432 с.
• Фрадин А. Ф., Рыжков Е. В. Измерение параметров антенно-фидерных устройств. — М.: Связьиздат, 1962. — 316 с.