天线增益对传播距离的影响

天线增益对传播距离的影响
这一部分介绍天线增益对传播距离的影响。
我们已经能够得出结论：采用全向天线，RFID读卡器可能能够以1W的功率实现几米的读
卡范围。如果能识别的RFID标签相对于读卡器来说位于任何方向的距离均是相等的，那
么，这种配置可能就是非常好的。然而，这样一个环境本身就是完全不可能的。在绝大
多数情况下，读卡器天线被放置在某些识别到的区域的边缘，而各个标签被或多或少地
放置在这种区域的中央位置，并且与读卡器天线呈现某种定义非常好的角度关系。然后
，在其它方向上辐射出去的功率被浪费了(或者，更坏的情况是正在被读出的标签位于规
定的识别区域之外，与其说引导用户，不如说把用户搞糊涂了)。如果我们能够让天线沿
着各个标签最可能被发现的方向优先辐射，那么，我们就可以较好地利用发射功率。
幸运的是，这是完全可能实现的。实现这一功能的天线被称为方向性天线。这样的天线
的工作通常由天线辐射图来描述，这样一张辐射图的实例如图3.24所示。对于任何方向
来说，相对于天线中央的距离d，到天线辐射图表面的距离，表示了天线在那个方向上的
辐射的相对功率密度。辐射图是一种吸引人的直觉方法，表示方向性天线把它的辐射功
率集中在沿着特定方向传播的波束上。
[pic]
3.24 方向性天线的虚拟三维辐射图。

在距离为d的任意方向上的辐射强度与在所有方向上的平均辐射强度之比被称为那个方向
上的天线方向增益。沿着方向增益最大的那个方向被称为天线的指向性，而天线的指向
性乘以辐射效率就是天线的功率增益(通常被称为增益G)。在辐射功率密度最大的方向上
，我们所获得的功率比在图3.21-3.23中所讨论的全向天线所获得的功率大G倍。
在考虑我们刚刚介绍的术语时，要注意天线是无源器件且没有增益，从那种意义上说，
它们只能辐射施加在它们上面的功率，不可能超过输入的功率。天线增益这个术语指的
是这样一个事实：对于足够幸运