天线理论 - 基础

---

---

需要表达想法、观点或疑问的人，可以通过语音通信来实现。

下图显示了两个人互相交流。这里，通信是通过声波进行的。但是，如果两个人相距较远，则必须将这些声波转换成电磁波。将所需信息信号转换成电磁波的装置称为天线。

什么是天线？

天线是一种换能器，它可以将电能转换为电磁波，反之亦然。

天线可以用作发射天线或接收天线。

• 发射天线将电信号转换成电磁波并辐射出去。

• 接收天线将接收到的电磁波转换成电信号。

• 在双向通信中，可以使用相同的的天线进行发射和接收。

天线也可以称为天线（Aerial）。其复数形式为天线 (antennae) 或天线 (antennas)。如今，天线根据其尺寸和形状发生了许多变化。根据其各种应用，存在许多类型的天线。

以下图片是不同类型天线的示例。

在本节中，您将学习天线的基本概念、规格和不同类型的天线。

天线的需求

在通信系统领域，每当需要无线通信时，就需要天线。天线能够发送或接收电磁波进行通信，在无法铺设线路系统的地方，天线就显得尤为重要。以下场景对此进行了说明。

场景

为了联系偏远地区，必须沿整个路线铺设线路，包括山谷、山脉、崎岖的小路、隧道等，才能到达偏远地区。无线技术的进步使整个过程变得非常简单。天线是这项无线技术的关键元素。

在上图中，天线帮助在整个区域（包括山谷和山脉）建立通信。这个过程显然比在整个区域铺设线路系统更容易。

辐射机制

天线的唯一功能是功率辐射或接收。天线（无论是发射、接收还是两者兼有）都可以通过传输线连接到站点的电路。天线的功能取决于传输线的辐射机制。

设计用于以最小损耗传输大距离电流的导体称为传输线。例如，连接到天线的导线。以均匀速度传输电流且长度无限的直线传输线不辐射功率。

为了使传输线成为波导或辐射功率，必须对其进行相应的处理。

• 如果需要辐射功率，即使电流以均匀速度传导，导线或传输线也应弯曲、截断或终端。

• 如果这条传输线上的电流随时间变化的常数加速或减速，那么即使导线是直的，它也会辐射功率。

• 如果弯曲或终端以辐射能量的装置或管道，则称为波导。这些尤其用于微波传输或接收。

通过观察下图可以很好地理解这一点：

上图表示一个充当天线的波导。来自传输线的功率通过具有孔径的波导传播，以辐射能量。

天线的基本类型

根据以下几点，天线可以分为各种类型：

• 天线的物理结构。

• 工作频率范围。

• 应用模式等。

物理结构

以下是根据物理结构划分的几种天线类型。您将在后面的章节中学习这些天线。

• 线天线
• 孔径天线
• 反射天线
• 透镜天线
• 微带天线
• 阵列天线

工作频率

以下是根据工作频率划分的几种天线类型。

• 甚低频 (VLF)
• 低频 (LF)
• 中频 (MF)
• 高频 (HF)
• 甚高频 (VHF)
• 超高频 (UHF)
• 特高频 (SHF)
• 微波
• 无线电波

应用模式

以下是根据应用模式划分的几种天线类型：

• 点对点通信
• 广播应用
• 雷达通信
• 卫星通信