De antenneversterking geeft aan hoe sterk het signaal is dat een antenne in een bepaalde richting kan zenden of ontvangen. De versterking wordt berekend door het gemeten zend- of ontvangstvermogen van de antenne in een bepaalde richting te vergelijken met het zend- of ontvangstvermogen van een hypothetische ideale antenne in dezelfde situatie. Indien de vergelijking wordt gemaakt met een ideale (text-book pattern, lossless) antenne die in alle richtingen evenveel energie uitstraalt of ontvangt, wordt de versterking gemeten in dBi (decibels-isotroop). Als de vergelijking wordt gemaakt met een ideale verliesvrije halve-golf dipoolantenne, gedefinieerd als een antenne met een versterking van 2,15 dB, wordt de versterking gemeten in dBd (decibels-dipool). Merk op dat de decibel een logaritmische eenheid is, wat betekent dat 6 dB bijna vier maal het referentievermogen is; 7 dB is vijf maal het referentievermogen, enz.
De richting van de vermogensverspreiding is een belangrijk kenmerk van antennes. De versterking wordt vaak weergegeven in een tweedimensionale grafiek van het stralingspatroon, waarbij de straal van de grafiek op een schaal van decibel ligt die kan worden genormaliseerd naar de maximumwaarde voor de specifieke antenne, of naar een isotrope straler. De richting met het meeste vermogen wordt als de hoofdlob beschouwd, precies tegenover de hoofdlob is de backlob, en alle andere ongewenste of onbedoelde stralingskenmerken worden sidelobes genoemd. Als geen richting wordt aangegeven, heeft de versterking betrekking op de piekwaarde in de richting van de hoofdkwab van de antenne.
Een collineaire antenne met oost-westelijke oriëntatie en een versterking van 6,41 dBd zou bijvoorbeeld in oostelijke en westelijke richting meer dan viermaal zoveel signaalvermogen kunnen uitzenden of ontvangen als een ideale dipoolantenne. In de noordelijke en zuidelijke richtingen zou er zeer weinig signaal worden uitgezonden.
Een hogere versterking betekent in het algemeen dat het signaal over een kleinere bundelbreedte wordt geconcentreerd. Dit kan geschikt zijn voor sommige lineaire toepassingen, zoals die waarbij een specifiek signaal moet worden geïsoleerd en externe stoorsignalen moeten worden vermeden. Een bredere bundel kan bijvoorbeeld nodig zijn als er veel rondreizende ontvangsteenheden zijn die verbonden moeten blijven, zoals bij politie- of taxibestuurders. Verschillende antennetypes hebben verschillende antennepatronen.
Dipool
Een dipoolantenne is op zijn eenvoudigst twee rechte staven of draden die op dezelfde as zijn georiënteerd, met een gebalanceerde voedingslijn die op de twee aangrenzende uiteinden is aangesloten. Op zichzelf is een dipoolantenne bijna omnidirectioneel, met een vrijwel gelijke vermogensoverdracht in alle richtingen. Behalve voor VHF-transmissies worden dipoolantennes vaak gebruikt voor kortegolftoepassingen of als FM-ontvangers.
Yagi (of Yagi-Uda)
Een Yagi-antenne is een array van dipoolelementen, waarbij één dipool is aangesloten om het signaal te ontvangen, en de andere elementen zijn aangewezen om de energie in de gewenste richting te weerkaatsen of om te buigen. Yagi-antennes zijn richtingsgevoelig en moeten in de richting van het beoogde signaalpad worden gemonteerd. De hoofdlob is breed, met een iets kleinere backlob. Dit type antenne kan horizontaal of verticaal worden gemonteerd, afhankelijk van de gewenste polarisatie van het signaal. Yagi-antennes zijn geschikt voor zowel punt-tot-punt- als multipunt-toepassingen.
Collineair
Een collineaire antenne-array is een serie dipolen die aan weerszijden van elkaar zijn gemonteerd. Met een versterking tot 10 dBd hebben ze een smalle bandbreedte en meerdere zijlobben. Ze worden vaak gebruikt bij mobiele communicatie, zoals voor politie, brandweer en taxi’s.