一文读懂RFID超高频大增益天线，超高频天线的dBi与dBd有什么关系

RFID大增益天线的增益概念

在RFID大增益超高频天线的性能参数中，增益是核心指标之一，尤其在RFID读写器配套的大增益天线设计中至关重要。其定义主要有两种：第一种是在相同输入功率下，同一距离处任意RFID大增益超高频天线在某一方向辐射的功率密度，与无损耗理想点源（即理想无向超高频天线）在该方向的辐射功率密度之比值；第二种定义为，在同一接收点、相同电场强度条件下，无方向性超高频天线的输入功率与有方向性的RFID大增益超高频天线的输入功率之比。
   通常所说的无方向性超高频天线，是一种理想无耗点辐射源，其辐射方向图呈球形——能将输入的全部能量辐射到空间，且各角度辐射强度一致，这一理想模型为RFID大增益天线增益提供了基准，对应的增益单位为dBi，理想全向超高频天线的增益即为0dBi（对应单位球面辐射）。

   实际应用中，无论是通用RFID超高频天线还是适配RFID读写器的场景化定制天线，大多具备方向性且以大增益为核心设计目标。若这类RFID大增益天线无损耗且能辐射全部输入能量，由于其辐射能量在空间分布不均（部分角度能量强、部分角度能量弱），会形成特定的空间分布曲线，即RFID大增益天线的方向性系数。当输入能量与理想全向超高频天线相同时，空间不同位置的能量值存在差异，此时通常取RFID大增益天线辐射能量最大的角度，将该角度的能量值与理想全向超高频天线的能量值相比，所得比值即为该RFID大增益天线的增益（单位dBi）。无耗方向性RFID大增益天线的增益必然大于0dBi，且增益值越大，说明其方向性越强，这一特性在RFID读写器的远距离识别场景中尤为关键，场景化定制天线会通过优化增益来提升识别距离与精度。

RFID大增益天线增益的常见误解

需要明确的是，我们讨论的RFID大增益天线（尤其是RFID读写器常用的配套大增益天线）多为无源超高频天线，其本身不具备能量放大功能，增益的本质是“能量的空间分布调整”，而非“能量新增”。

   具体来说，当输入相同能量时，理想全向超高频天线会将能量均匀辐射到各个角度；而方向性的RFID大增益天线（包括多数RFID读写器适配的场景化定制天线）则会改变能量分布——部分角度辐射能量增强，部分角度辐射能量减弱。我们所说的增益，正是辐射最强角度的能量值与理想全向超高频天线能量值的比值。由于总输入能量固定，某一角度能量的“增强”必然伴随其他角度能量的“减弱”，且增益越大，能量集中的角度范围越窄（方向性越强）。因此，RFID大增益天线的增益并非体现能量放大能力，而是反映其将能量集中到特定角度的能力，这一特性在场景化定制天线设计中尤为重要，例如针对仓库密集货架的RFID读写器，需定制高增益窄波束RFID大增益天线，以避免相邻货架标签干扰。

RFID大增益天线的增益、效率与方向性

表征RFID大增益天线性能的参数中，方向性系数、效率与增益紧密关联，三者共同决定RFID大增益天线在实际场景（如RFID读写器系统）中的表现。

   对于无耗且阻抗完全匹配的RFID大增益天线，输入的能量会全部辐射到空间，此时效率为1。但实际应用的RFID大增益天线（包括RFID读写器的场景化定制天线）往往存在损耗（如材质损耗、结构损耗），且阻抗难以完全匹配，导致部分输入能量被消耗或反射回馈电端，仅有部分能量被辐射，效率随之小于1。尤其是电小尺寸RFID超高频天线，效率通常极低（仅5%~15%）。此时，RFID大增益天线的增益不再仅由方向性决定，而是等于RFID大增益天线效率与方向性系数的乘积——这意味着增益既体现RFID大增益天线的能量集中能力（方向性），也反映其能量利用效率（辐射效率）。

   不过，对于设计优良的RFID大增益天线（如专业RFID读写器配套的场景化定制天线），其效率通常较高（接近1），此时增益与方向性的相关性极强——增益越高，方向性越突出，能更好地满足RFID读写器在特定场景下的精准识别需求（如远距离盘点、定向读取等）。

RFID超高频大增益天线UA8020应用案例

RFID半辐射大增益天线

当前实用的RFID大增益天线（尤其是RFID读写器常用的大增益天线类型）中，多数带有接地板或需贴近地面安装，这类天线仅向单一方向辐射，反向辐射极低可忽略，被称为半辐射RFID大增益天线。

   在理想无损耗的情况下，由于接地板限制，输入RFID大增益天线的能量仅能在半个球体空间内辐射，各角度的能量值为理想全向超高频天线的2倍，对应增益约3dBi——这意味着理想半空间辐射RFID大增益天线的增益下限通常为3dBi。但实际应用中，接地板会改变辐射方向图（靠近接地板的方向辐射较弱），因此实际产品的增益会有所差异。例如，RFID读写器常用的Patch型RFID大增益天线，其增益一般在4~6dBi；若需进一步提升方向性（如满足大型物流园区RFID读写器的远距离识别需求），可通过优化接地板结构、增加反射组件等方式定制场景化定制天线，此时半辐射RFID大增益天线的增益可达到10dBi以上。

RFID大增益天线UA4545应用案例

RFID大增益天线的dBi与dBd单位换算

前文提到的理想无耗点辐射源是理论模型，现实中不存在，而半波振子超高频天线是常见且结构简单的基准天线，其理论增益为2.15dBi，常被用于实验室测试。

   在RFID大增益天线（包括RFID读写器场景化定制天线）的增益测试中，若以半波振子超高频天线为基准，比较待测RFID大增益天线与半波振子天线在空间的辐射能量比值，所得增益单位为dBd；若需将dBd换算为通用的dBi（以理想全向天线为基准），只需在dBd数值基础上加上2.15（工程应用中通常简化为加2）。

   这一换算关系在RFID读写器系统选型中尤为重要：场景化定制天线的增益标注可能采用dBi或dBd，需通过换算统一基准，确保大增益天线与RFID读写器的功率、识别距离需求匹配，避免因单位混淆导致性能不达标。

请继续浏览相关产品与解决方案，或点击右边下载： RFID读写器和应用方案PDF电子版彩页