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通信人必知的天線知識都在此！

知識百科

天線是一種變換器 ， 它把傳輸線上傳播的導行波 ， 變換成在無界媒介（通常是自由空間）中傳播的電磁波 ， 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 。
天線總輸入功率的比值 ， 稱該天線的最大增益系數 。 它是比天線方向性系數更全面的反映天線對總的射頻功率的有效利用程度 。 并用分貝數表示 。 可以用數學推證 ， 天線最大增益系數等于天線方向性系數和天線效率的乘積 。
一、天線的發明
天線是由俄國科學家波波夫發明的 。
1888年 ， 29歲的波波夫得知德國著名物理學家赫茲發現電磁波的消息后 ， 這位曾經立志推廣電燈的年輕科學家對朋友們說：“我用畢生的精力去安裝電燈 ， 對于廣闊的俄羅斯來說 ， 只不過照亮了很小的一角：假如我能指揮磁波 ， 那就可以飛越整個世界！”
于是 ， 他埋頭研究 ， 向新的目標發起了沖擊 。
1894年 ， 波波夫制成了一臺無線電接收機 。 這臺接收機的核心部分用的是改進了的金屬屑檢波器 ， 波波夫采用電鈴作終端顯示 ， 電鈴的小錘可以把檢波器里的金屬屑震松 。 電鈴用一個電磁繼電器帶動 ， 當金屬屑檢波器檢測到電磁波時 ， 繼電器接通電源 ， 電鈴就響起來 。
有一次 ， 波波夫在實驗中發現 ， 接收機檢測電波的距離突然比往常增大了許多 。
“這是怎么回事呢？”波波夫查來查去 ， 一直找不出原因 。
一天 ， 波波夫無意之中發現一根導線搭在金屬屑檢波器上 。 他把導線拿開 ， 電鈴便不響了；他把實驗距離縮小到原來那么近 ， 電鈴又響了起來 。
波波夫喜出望外 ， 連忙把導線接到金屬屑檢波器的一頭 ， 并把檢波器的另一頭接上 。 經過再次試驗 ， 結果表明使用天線后 ， 信號傳遞距離劇增 。
無線電天線由此而問世 。
1、按工作性質可分為 發射天線和接收天線；
2、按用途可分為 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 全向天線和 定向天線等；
4、按工作波長可分為超長波天線、長波天線、中波天線、 短波天線、 超短波天線、 微波天線等；
5、按結構形式和工作原理可分為線天線和面天線等 。 描述天線的特性參量有 方向圖、 方向性系數、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：手持臺天線、車載天線、基地天線三大類 。
手持臺天線：就是個人使用 手持對講機的天線 ， 常見的有橡膠天線和拉桿天線兩大類 。
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 。
基地臺天線：在整個通訊系統中具有非常關鍵的作用 ， 尤其是作為通訊樞紐的通信臺站 。 常用的基地臺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 。
二、一些指標：
天線效率
它是指天線輻射出去的功率（即有效地轉換電磁波部分的功率）和輸入到天線的有功功率之比 。 是恒小于1的數值 。
天線極化波
電磁波在空間傳播時 ， 若電場矢量的方向保持固定或按一定規律旋轉 ， 這種電磁波便叫極化波 ， 又稱天線極化波 ， 或偏振波 。 通?？煞譃槠矫鏄O化（包括水平極化和垂直極化）、圓極化和橢圓極化 。
極化方向
極化電磁波的電場方向稱為極化方向 。
極化面
極化電磁波的極化方向與傳播方向所構成的平面稱為極化面 。
垂直極化
無線電波的極化 ， 常以大地作為標準面 。 凡是極化面與大地法線面（垂直面）平行的極化波稱為垂直極化波 。 其電場方向與大地垂直 。
水平極化
凡是極化面與大地法線面垂直的極化波稱為水平極化波 。 其電場方向與大地相平行 。
平面極化
如果電磁波的極化方向保持在固定的方向上 ， 稱為平面極化 ， 也稱線極化 。 在電場平行于大地的分量（水平分量）和垂直于大地表面的分量 ， 其空間振幅具有任意的相對大小 ， 可以得到平面極化 。 垂直極化和水平極化都是平面極化的特例 。
圓極化
當無線電波的極化面與大地法線面之間的夾角從0～360°周期的變化 ， 即電場大小不變 ， 方向隨時間變化 ， 電場矢量末端的軌跡在垂直于傳播方向的平面上投影是一個圓時 ， 稱為圓極化 。 在電場的水平分量和垂直分量振幅相等 ， 相位相差90°或270°時 ， 可以得到圓極化 。 圓極化 ， 若極化面隨時間旋轉并與電磁波傳播方向成右螺旋關系 ， 稱右圓極化；反之 ， 若成左螺旋關系 ， 稱左圓極化 。
橢圓極化
【通信人必知的天線知識都在此！】若無線電波極化面與大地法線面之間的夾角從0～2π周期地改變 ， 且電場矢量末端的軌跡在垂直于傳播方向的平面上投影是一個橢圓時 ， 稱為橢圓極化 。 當電場垂直分量和水平分量的振幅和相位具有任意值時（兩分量相等時例外） ， 均可得到橢圓極化 。