天線的增益計算公式為：
1、天線主瓣寬度越窄，增益越高。對於壹般天線，可用下式估算其增益：
“G（dBi）=10Lg{32000/（2θ3dB,E×2θ3dB,H）}”。式中， 2θ3dB，E與2θ3dB，H分別為天線在兩個主平面上的波瓣寬度；32000是統計出來的經驗數據。
2、對於拋物面天線，可用下式近似計算其增益：
“G（dBi）=10Lg{4.5×（D/λ0）2}”。式中，D 為拋物面直徑；λ0為中心工作波長；4.5 是統計出來的經驗數據。
3、對於直立全向天線，有近似計算式：
“G（dBi）=10Lg{2L/λ0}”。式中，L 為天線長度；λ0 為中心工作波長。
天線增益的意義：
天線增益不僅是天線最重要的參數之壹，而且對無線通信系統的運行質量也非常重要，增加天線增益，就可以增大某個方向上的信號覆蓋範圍，或者範圍不變，但該範圍內的信號強度增強。
對於單天線而言，要想提高天線的增益，最簡單的辦法就是將天線的發射方向進壹步縮窄，就是所謂的縮窄波瓣寬度。而這種方法在實際應用中對系統性能改善畢竟有限。通常直接提升帶寬和頻譜的方法也會受到各種條件制約，也不能無限制地增加。
在帶寬和頻譜不變的前提下，為了提高系統的用戶容量、數據吞吐量和覆蓋距離和範圍，智能天線技術和MIMO技術應運而生。
其中智能天線技術利用多個天線組成天線陣列，利用天線之間的位置關系，通過向用戶發送相同的數據，相當於某個方向上集中輻射能量，從而提高天線增益，而MIMO技術則在收發端都采用多個天線系統，利用多徑傳播等電磁波特性，發收不同數據，提高傳輸效率的同時，實現了空間復用。
從天線增益角度看，也可以認為不增大單個天線增益，而是增加天線數量，從而獲得收發天線增益乘積的效果。
另外，無論天線陣列還是MIMO技術在傳輸信號時都采用了分集的技術，而該技術能夠降低信號衰落的機會，減小信噪比的波動，從而獲取壹部分額外的增益，稱之為分集增益。MIMO技術已經在基於LTE技術的4G網絡中得到廣泛應用。