为什么天线增益会有负数？

天线增益是一个衡量天线在特定方向上相对于理想点源的电磁波辐射能力的重要参数。本质上是描述了天线信号增强的程度。

参考：什么是天线增益，是越大越好吗？与天线增益和天线波束如何计算？

增益示意图

通常情况下，我们都希望天线增益越大越好，这样可以更好地接收信号。但是，在某些情况下，天线增益却可能为负数。

为什么会出现负增益的情况呢？

这可能是因为天线在某些方向上的辐射比标准点要弱，例如，天线辐射不均匀的环形模式，而我们选择的标准点位于最大辐射角度旁边。在这种情况下，以这个标准点为参考，其他任何方向上的辐射功率密度都小于最大辐射角度处的功率密度，从而导致计算出的增益值为负。

如果天线的峰值增益为负，可能有几种原因。首先，天线的损耗，包括介质损耗等可能过大，导致增益为负。其次，需要检查谐振频率点的位置，观察增益的频率点和谐振频率点是否对应，因为3dB增益带宽通常并不是很宽。

那么，天线增益为负数是否正常呢？

这个问题的答案取决于多种因素。首先，我们需要了解增益的概念。增益有多种，比如实现增益和IEEE增益，它是频率和方向的函数。如果天线没有特定方向，通常指的是最大方向。因此，一个天线可能在不同方向上同时具有正的和/或负的增益。

天线中的负增益意味着什么呢？它表示天线在某些方面存在损耗，比如不匹配或效率低下。至于这种增益水平是否可接受，需要根据天线的具体应用来判断。在某些应用场景中，负增益可能是可以接受的。

另外，如果天线在测量方向上比某个参考源节省能量，并且能够达到相同的辐射效果，那么在某些角度上出现负增益是正常的。特别是对于全向天线，增益通常不会很高，0dB或负增益也是正常现象。

值得注意的是，负增益并不意味着信号已经被衰减。天线增益和衰减是两个不同的概念。

实际上，天线的增益值是其总辐射功率与标准点相对于单位质量的某种均匀流密度的乘积的比率，这个比率不考虑其他因素，如传输线、输入阻抗和接收器噪声等。因此，增益并不反映信号的衰减，也不反映信号的强度或持久性。

最后，正增益和负增益之间有什么区别呢？

具有正反馈的系统的总增益大于没有反馈的增益，而具有负反馈的系统的总增益则小于没有反馈的增益。正反馈在振荡器电路中得到了广泛应用。至于衰减，-dB值表示衰减或损耗，而+dB值则表示放大或增益。

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