天線因子與增益換算器
在天線增益 (dBi) 與天線因子 (AF) 之間進行基於 50Ω 系統的快速雙向換算。並附帶場強輔助計算器，幫助您根據 EMI 接收機的電壓讀數計算空間實際電場強度。
50Ω 阻抗下公式：AF (dB/m) = 20 * log10(頻率 MHz) - 增益 dBi - 29.78
*此轉換公式假定天線輸入端與 50Ω 射頻系統處於理想阻抗匹配狀態，不考慮反射損耗。
輔助工具：實際電場強度 (E) 計算
測量參數輸入
計算出的實際電場強度 (E)
核心概念：增益 (Gain) 與 天線因子 (AF) 的本質區別
天線增益 (Antenna Gain, dBi)
通信工程師的語言。衡量天線「聚光」或「定向聚焦」能量的能力。數值越大，代表天線把輻射能量集中在特定方向的能力越強（或在該方向的接收靈敏度越高）。
天線因子 (Antenna Factor, dB/m)
EMC 工程師的語言。衡量天線作為傳感器的「轉換效率」。即空間中存在的電場強度（E）與天線端口輸出的電壓（V）之間的對數比值。數值越小，代表接收效率越高。
進階科普：為什麼換算公式裡要引入「頻率」？
即使一根天線的增益 (Gain) 保持不變，它捕獲空間能量的能力（有效接收孔徑）也會隨著頻率的升高而急劇下降。因為頻率越高，波長越短，天線的物理有效截面積就越小。因此，必須引入 20*log10(頻率) 這一補償項，這就構成了對數轉換公式的物理內核。
工程趣聞：雙錐天線 (Biconical) 的增益為什麼不平坦？
常見的 30-300MHz 雙錐天線，其增益在 30MHz 時極低（可達 -15 dBi），而在 200MHz 時升至 +2 dBi。這是因為受限於暗室物理空間，天線在低頻時處於效率極低的「電小尺寸」狀態。
但這恰好是一個絕妙的工程巧合：因為 AF ∝ 20*log(f) - Gain，當頻率升高時，20*log(f) 在變大，而天線的增益 Gain 也在變大。兩者相減，反而使得整個頻段內的天線因子 (AF) 被「拉平」成了一條相對平緩的淺 U 型曲線！這就使得 EMI 接收機的動態範圍能更平穩地處理寬帶信號。
理解場強輔助計算公式
在 EMC 輻射發射測試中，頻譜分析儀或 EMI 接收機實際測量到的是饋入其端口的射頻電壓信號。然而，FCC Part 15 或 CISPR 等國際標準規定的限值，通常是空間中的絕對電場強度 (Electric Field Strength)。
- 接收機電壓 (Voltage)： 儀器在屏幕上直接顯示或導出的原始讀數，單位為 dBµV。
- 天線因子 (Antenna Factor, AF)： 由天線製造商提供的校準數據。它反映了該天線在特定頻率下，將空間電場轉化為端口電壓的效率。天線因子隨頻率變化而變化。
- 線纜損耗 (Cable Loss)： 高頻信號在同軸電纜傳輸時會發生衰減。計算時必須將這部分被線纜「吃掉」的能量補償（加）回來。
- 前置放大器增益 (Preamp Gain)： 如果在接收機之前串聯了低噪聲放大器（LNA）來提升靈敏度，由於它人為地放大了信號，在計算真實場強時必須將其增益扣除（減去）。
計算器質量證據
這組換算解決甚麼問題
使用天線係數面板，在用天線的認可校準數據替代理論估算前，先檢查天線增益、頻率與 AF 之間的理論關係。
公式與變量
對於頁面顯示的 50 Ω 理論估算：AF(dB/m) ≈ 20·log10(fMHz) − G(dBi) − 29.78。場強隨後按 E(dBµV/m) = V(dBµV) + AF + 電纜損耗 − 前放增益計算。
物理假設與適用範圍
增益到 AF 的估算假設匹配的 50 Ω 系統、自由空間遠場解釋和理想化增益。場強面板將電纜損耗與前放增益作為顯式修正；不會推斷天線校準、失配、巴倫或場地因子。
有效輸入範圍
在天線已表徵頻段內使用正頻率以及數值型增益或 AF。合規測試應使用校準表和量測幾何條件，不要把理論曲線當作證書。
獨立核驗的測試向量
- 100 MHz, 0 dBi → 10.22 dB/m AF(正向)
- 200 MHz, 2 dBi → 14.24 dB/m AF(正向)
這組換算特有的常見誤用
不要混用 dBi 增益與 dB/m 天線係數，也不要重複加入電纜損耗。計算得到的 AF 只是理論檢查；測試報告應優先使用認可校準數據。