天线增益是衡量覆盖方向天线辐射性能的一个参数。 高增益天线将优先向特定方向辐射。天线增益是一种无源现象—功率不是由天线增加的，而是简单地重新分配以提供各向同性，天线在某一方向上发射的更大辐射功率。 增益通用dBi 和dBd来衡量。

·         dBi是天线各相同方向的增益（如全向天线）

·         dBd是参考偶极（定向）天线的增益

        现实中半波偶极子被作为参考而不是均向辐射体。 增益用dBd (偶极子上的分贝)表示:

                         DBd与dBi之间关系如下：  dBi= dBd + 2.15

          天线设计中在确定增益时必须考虑天线的应用场景。

·         高增益天线具有距离远、信号质量好的优点，但部署时必须注意其覆盖方向；

·         低增益天线的覆盖较短，但天线的方向性相对要求较低。

1.天线增益与偶极子

      为了将辐射功率集中到水平线周围区域，半波偶极子垂直排列并与每个倍增的偶极子数同步组合

•       半功率波束宽度约为（总功率）一半；

•       增益在主方向上增加3分贝

        下图显示了偶极子波束宽度和各自增益的垂直排列

        在水平面上每减小波束宽度的一半就可产生一个波束，增益增加3分贝(理论值)。

     天线增益是“垂直”和“水平”增益之和；

2.天线增益计算

       下图中天线和偶极子以垂直极化方式排列。图中天线垂直方向有8个偶极子，各为9dB。 在水平面内，由于天线背面的反射增加3 dB，每一列8偶极子。天线增益计算如下：

•       水平方向 8个偶极子，增益9 dB；

•       背面（反映）增益3 dB；

•       垂直方向两组8个偶极子增益3 dB；，

            总增益：9 +3 +3 = 15 dB（偶极子天线）

       如果我们想把它转换成全向同性天线，那必须增加2.15 dB偶极子增益，天线增益dBi = 15 +2.15dB =17.15 dB：

3.天线波束计算

        偶极子在垂直面上有78度的波束，倍增偶极子使波束宽度减半。对于垂直的2个偶极子，使垂直的波束宽度达到32度，8个偶极子使波束宽度达到7度。 在设计天线的时候，有些波束功率在副波瓣会被浪费掉。

与垂直向水平波束宽度相同，两者垂直向水平角度为90度。这种天线的规格如下:

•       垂直波宽度=90度

•       水平波宽度=7度

•       天线增益=17.15 dBi

原文来自：http://www.techplayon.com/antenna-gain-and-antenna-beam-calculation/