如何計(jì)算天線系數(shù)Antenna Factor
天線系數(shù)（Antenna Factor）也稱天線因子，是指天線附近接收的電場強(qiáng)度與天線端口生成的電壓比值，簡單講就是天線接收電磁波，然后轉(zhuǎn)化成電信號的能力；或者反過來，激勵電信號之后，天線轉(zhuǎn)化成電磁波的能力。由于電場單位是V/m，所以天線系數(shù)（簡稱AF）的單位就是每米“/m”，如果用dB表示的話，就是dBm^-1.
首先一個問題就是，天線系數(shù)和增益有什么區(qū)別呢？直接上公式吧，對于50歐姆的天線：
或者：
可見AF是跟增益有關(guān)，而且每個頻率不一樣。等下我們會解釋公式推導(dǎo)，并證明兩個公式等效。
演示模型我們用天線庫里面的一個喇叭天線，因?yàn)樵赬-方向有個同軸饋電端口。
方法1：平面波和Transient Co-simulation計(jì)算
打一個平面波給天線，場強(qiáng)設(shè)為1V/m便于計(jì)算，電場方向?yàn)镻hi=0的平面（X軸方向）：
注意該方法需要在電路中獲取端口的電壓，但是由于是平面波，所以要勾選superimpose plane wave excitation，使平面波用于時域電路仿真，點(diǎn)擊Apply就行。
然后電路中加端口1：
新建Transient任務(wù)，選transient co-simulation，Tmax足夠長就行：
激勵選項(xiàng)中把端口阻抗定為50ohm：
運(yùn)行Transient任務(wù)，查看端口1的頻域電壓：
接下來使后處理，因?yàn)殡妶鰪?qiáng)度為1V/m, 所以這里1除以電壓：
方法2：遠(yuǎn)場增益提取
如果不用平面波模擬接收信號，我們可以從天線遠(yuǎn)場的增益來計(jì)算AF。因?yàn)橐玫紸F在不同頻率的值，所以需要多個頻點(diǎn)的遠(yuǎn)場結(jié)果，需要多個遠(yuǎn)場監(jiān)視器，計(jì)算相對方法1較慢：
根據(jù)一開始的公式，要想計(jì)算AF，除了增益之外，還有頻率屬性，所以需要后處理，然后兩個公式選一個用就可以了，兩個公式都有頻率信息，所以先把頻率從x軸調(diào)去y軸：
如果用第一個公式：
先拿到增益：
然后直接寫公式：
如果用另一個公式：
增益就需要線性了：
還需要波長, 所以多一步頻率波長轉(zhuǎn)換：
然后寫公式：
可以看到兩種方法，包括兩個公式的結(jié)果基本都一樣：
最后總結(jié)：
1）本文其實(shí)給了三個方法，可用于天線系數(shù)的計(jì)算和互相驗(yàn)證。
2）實(shí)際天線的AF獲取也是兩種方法，一種是直接從供應(yīng)商得到寬頻的曲線，另一種方法就是測量，將天線放在已知場強(qiáng)中，然后掃頻的到AF，類似我們的方法1平面波。
3）天線系數(shù)在EMC仿真中比較常見，因?yàn)樗梢园褕鰪?qiáng)E和電壓V聯(lián)系起來；這個值往往是天線生產(chǎn)廠提供，但是它把哪些路徑、損耗或匹配考慮進(jìn)去，就是工程師要注意的東西，也就是說，實(shí)際中要考慮是場強(qiáng)和哪里的電壓比的問題。
4）下面進(jìn)行公式推導(dǎo)：
從天線基本公式開始，就是功率密度等于接收功率除以天線增益和球面：
空間功率密度是電場平方除阻抗（120pi）：
天線接收功率是電壓平方除阻抗（50ohm）:
帶入得到場強(qiáng)和電壓的平方比：
兩邊都取10log（），所以左邊就是AF的dB形式：
另外用到：
所以開頭的兩個公式就都推導(dǎo)完了。
