什麽叫天線？

天線是一種變換器，它把傳(chuan) 輸線上傳(chuan) 播的導行波，變換成在無界媒介（通常是自由空間）中傳(chuan) 播的電磁波，或者進行相反的變換。在無線電設備中用來發射或接收電磁波的部件。無線電通信、廣播、電視、雷達、導航、電子對抗、遙感、射電天文等工程係統，凡是利用電磁波來傳(chuan) 遞信息的，都依靠天線來進行工作。此外，在用電磁波傳(chuan) 送能量方麵，非信號的能量輻射也需要天線。一般天線都具有可逆性，即同一副天線既可用作發射天線，也可用作接收天線。同一天線作為(wei) 發射或接收的基本特性參數是相同的。這就是天線的互易定理。

天線的作用

天線輻射的是無線電波，接收的也是無線電波，然而發射機通過饋線送入天線的並不是無線電波，接收天線也不能把無線電波直接經饋線送入接收機，其中必須經過能量轉換過程。下麵我們(men) 以無線電通信設備為(wei) 例分析一下信號的傳(chuan) 輸過程，進而說明天線的能量轉換作用。

圖1天線能量轉換原理示意圖

在發射端，發射機產(chan) 生的已調製的高頻振蕩電流（能量）經饋電設備輸入發射天線（饋電設備可隨頻率和形式不同，直接傳(chuan) 輸電流波或電磁波），發射天線將高頻電流或導波（能量）轉變為(wei) 無線電波—自由電磁波（能量）向周圍空間輻射（見圖1）；在接收端，無線電波（能量）通過接收天線轉變成高頻電流或導波（能量）經饋電設備傳(chuan) 送到接收機。從(cong) 上述過程可以看出，天線不但是輻射和接收無線電波的裝置，同時也是一個(ge) 能量轉換器，是電路與(yu) 空間的界麵器件。

工作原理

當導體(ti) 上通以高頻電流時，在其周圍空間會(hui) 產(chan) 生電場 與(yu) 磁場。按電磁場在空間的分布特性，可分為(wei) 近區，中間區， 遠區。設R為(wei) 空間一點距導體(ti) 的距離，在

時的區域稱近區，在該區內(nei) 的電磁場與(yu) 導體(ti) 中電流，電壓有緊密的聯係。

在

的區域稱為(wei) 遠區，在該區域內(nei) 電磁場能離開導體(ti) 向空間傳(chuan) 播，它的變化相對於(yu) 導體(ti) 上的電流電壓就要滯後一段時間，此時傳(chuan) 播出去的電磁波已不與(yu) 導線上的電流、電壓有直接的聯係了，這區域的電磁場稱為(wei) 輻射場。

必須指出，當導線的長度 L 遠小於(yu) 波長 λ 時，輻射很

天線

圖2 天線

微弱；導線的長度 L 增大到可與(yu) 波長相比擬時，導線上的電流將大大增加，因而就能形成較強的輻射。

發射天線正是利用輻射場的這種性質，使傳(chuan) 送的信號經過發射天線後能夠充分地向空間輻射。如何使導體(ti) 成為(wei) 一個(ge) 有效輻射體(ti) 導係統呢？這裏我們(men) 先分析一下傳(chuan) 輸線上的情況，在平行雙線的傳(chuan) 輸線上為(wei) 了使隻有能量的傳(chuan) 輸而沒有輻射，必須保證兩(liang) 線結構對稱，線上對應點電流大小和方向相反，且兩(liang) 線間的距離《π。要使電磁場能有效地輻射出去，就必須破壞傳(chuan) 輸線的這種對稱性，如采用把二導體(ti) 成一定的角度分開，或是將其中一邊去掉等方法，都能使導體(ti) 對稱性破壞而產(chan) 生輻射。

如圖TX，圖中將開路傳(chuan) 輸或距離終端π/4處的導體(ti) 成直狀分開，此時終端導體(ti) 上的電流已不是反相而是同相了，從(cong) 而使該段導體(ti) 在空間點的輻射場同相迭加，構成一個(ge) 有效的輻射係統。這就是最簡單，最基本的單元天線，稱為(wei) 半波對稱振子天線，其特性阻抗為(wei) 75Ω。電磁波從(cong) 發射天線輻射出來以後，向四麵傳(chuan) 播出去，若電磁波傳(chuan) 播的方向上放一對稱振子，則在電磁波的作用下，天線振子上就會(hui) 產(chan) 生感應電動勢。如此時天線與(yu) 接收設備相連，則在接收設備輸入端就會(hui) 產(chan) 生高頻電流。這樣天線就起著接收作用並將電磁波轉化為(wei) 高頻電流，也就是說此時天線起著接收天線的作用，接收效果的好壞除了電波的強弱外還取決(jue) 於(yu) 天線的方向性和半邊對稱振子與(yu) 接收設備的匹配。

天線的分類

1、按工作性質可分為(wei) 發射天線和接收天線。

2、按用途可分為(wei) 通信天線、廣播天線、電視天線、雷達天線等。

3、按方向性可分為(wei) 全向天線和定向天線等。

4、按工作波長可分為(wei) 超長波天線、長波天線、中波天線、短波天線、超短波天線、微波天線等。

微波天線

圖3 微波天線

5、按結構形式和工作原理可分為(wei) 線天線和麵天線等。描述天線的特性參量有方向圖、方向性係數、增益、輸入阻抗、輻射效率、極化和頻寬。

6、按維數來分可以分成兩(liang) 種類型：一維天線和二維天線

一維天線：由許多電線組成，這些電線或者像手機上用到的直線，或者是一些靈巧的形狀，就像出現電纜之前在電視機上使用的老兔子耳朵。單極和雙極天線是兩(liang) 種最基本的一維天線。

二維天線：變化多樣，有片狀（一塊正方形金屬）、陣列狀（組織好的二維模式的一束片）、喇叭狀、碟狀。

7、天線根據使用場合的不同可以分為(wei) ：手持台天線、車載天線、基地天線三大類。

手持台天線：就是個(ge) 人使用手持對講機的天線，常見的有橡膠天線和拉杆天線兩(liang) 大類。

車載天線：是指原設計安裝在車輛上通訊天線，最常見應用最普遍的是吸

盤天線。車載天線結構上也有縮短型、四分之一波長、中部加感型、八分之五波長、雙二分之一波長等形式的天線。

基地台天線：在整個(ge) 通訊係統中具有非常關(guan) 鍵的作用，尤其是作為(wei) 通訊樞紐的通信台站。常用的基地台天線有玻璃鋼高增益天線、四環陣天線（八環陣天線）、定向天線。