天线基础知识

天线基础知识

天线基础知识

天线在无线电通信技术中是起到发射或接收电磁波的

作用，天线性能的优良与否，往往在无线通信中起到事半功倍的作用。从原理上讲，发射天线和接收天线是互易的，但在实际应用中还是有差别的。一副在某一段频率上发射性能优良的天线，一定也是在该段频率上接收性能优良的接收天线，但随便一条能接收的天线，却不一定也是优良的发射天线。大部分研究和讨论天线的文章、资料都偏重于发射方面，其实，关于天线的接收方面也有很大的考究，这一点，对我们侧重无线电接收的爱好者来说，往往显得尤为重要。

一般来说（除了发射和接收共用的天线），发射天线为了突出和强调发射效果，往往采用谐振天线（窄带天线），而接收天线却往往采用非谐振天线（宽带天线），即使接收天线回路在某些频率上存在谐振，但天线回路衡量谐振程度的品质因数（Q值）还是比较低的，这样的天线基本上可以看成是非谐振天线。如果用想同一条天线来完成全波段接收，包括V/U波段，甚至到1G以上频率的接收，最好是选择一些厂家经过专门设计的宽带天线，有些宽带天线可以工作在500KHz-1500MHz的频率范围内，但宽带天线（非谐振天线）接收弱信号的效果总是不如窄带天线（谐振天线）。至于随便拿来一条几米长的导线或是其它的天线充当全频天线来搞全频接收，肯定不会有好的效果。

衡量一个天线发射和接收性能的优劣，主要有这样几个技术指标。

一、天线效率

天线效率和架设天线的导体材质、天线形状、工作频率、天线长度、天线架设高度有关。

1、天线材质

尽量选择导电性能好、电阻率低的金属材料，如银、铜、铝等。由于银线材的成本太高，所以实际应用中最好选择电工纯铜线.由铜矿石冶炼后，除去杂质，尤其要减少氧化物，再通过电解后得到电解铜，然后拉成丝。这种电工纯铜的杂质少，电阻率很低。一些正规国营电线厂生产的电线和漆包线都属于这类线材。现在市场上还常常见到一些乡镇企业或个体户用回收的废旧铜冶炼后（再生铜）生产的电线，这种铜线材所含杂质较多，电阻率也较大，如果用这种线材制做天线时，天线的效果不会很好，往往还会增大接收时的

白噪声，不利于弱信号的接收。用各种线材制作天线时，截面大的线材接收效果好于截面小的线材。由于高频信号的集肤效应，同样截面时，多股线材的接收效果好于单股线材。铝材料一般在制作八木天线时用的较多。

2、天线的形状

为了提高天线的效率，往往在不同波段采用不同形状的天线，LW段以长线天线为主，MW段以长线天线和环状天线为主，SW段以长线天线、偶极天线和八木天线为主，FM段和V/U波段以八木天线和鞭状天线为主，800M以上的微波段以板状天线和抛物面天线为主。

3、工作频率

工作于不同频率的天线，其效率也是不同的，天线的效率一般都随工作频率的提高而增加，高频天线的效率一般都高于低频天线。有资料表明：长波天线的效率为10%—40%，中波天线的效率为70%—80%，短波天线的效率为90%—95%，超短波（FM、V、U）和微波天线的效率为95%—99%。

4、天线的长度

当天线的有效长度接近其工作频率半波（1/2波长）的正整数倍时，天线的效率较高，若这个倍数增加时，天线的效率还会进一步提高，但波长数（天线长度）的增加与效率的提高不是成正比关系。环型天线的直径增加时，天线效率会提高，环型天线的圈数增加时，天线的效率也会进一步提高。抛物面天线的直径增加时，天线效率的提高会更明显。

5、架设高度

一般来说，天线架设得越高其效果越好，当然这个高度是相对的，实际架设时还要根据环境和架设的成本投资来取舍。

但接收天线在 V 段以上频率使用时，并不是架设得越高越好，这是因为

V段以上的频率，其场强在空间的垂直分布是不均匀的，有时天线位置架设得低一点的效果反而好于高处的效果。

天线是FM

DX的耳朵，微弱的电波从天线经过馈线进入接收机，才能让我们听到远方电台的声音。一个接收系统的好坏，天线占了一半。

我们希望天线能有高的增益，把微弱的信号变得响亮，我们希望天线能有一定的选择能力，把传呼台干扰和本地强台挡在外面，我们希望天馈系统尽量减小损耗，把每一微伏的信号都送到接收机的前端。

对于大多数使用便携式收音机来收听FM DX的人说，他们的天线也许只是收音机上的拉杆天线，这样的天线虽然简单方便，但是对于FM

DX来说，无论如何是不够的，尽管拜电离层的恩赐，这样的天线系统也不是没有可能接收到DX信号。

我将介绍一些常见而且容易自制的天线，这些天线能够用我们日常生活中容易得到的材料制作。我会逐一制作这些天线，将制作的过程拍成照片，并给出尽可能详细的尺寸数据。尽管我在制作过程中会动用天线分析仪甚至是综合测试仪等设备，但是我将告诉读者不使用这些昂贵仪器的调试方法。至少，完全按照我的材料、尺寸总不会错。

电波

在讲天线之前，不能不先提一提电波。

我们制作天线的目的是为了捕捉电波，因此，在考虑天线的问题之前，绝对有必要先研究一下电波的问题。

FM广播波段，频率上是从87.5MHz到108MHz，对应的波长是3.4米到2.7米，一般称做3米波段，是VHF（Very High

Frequency）的一段。这个波段以下，54MHz到87.5MHz是电视广播波段，以上，108MHz到136MHz是航空通讯波段。VHF 波段的电波传播，主要有三种途径：

直接波

这是指从发射天线到接收天线之间，不经过任何发射，直接到达，电波就象一束光一样，所以有人称它为视线传播。视线传播这个名字也表明了这种传播方式能够传播的距离不远。这有两个原因，首先是电波从发射点出发，其能量是以幂级数递减的，而接收机要能良好地解调出广播，需要一定的信号强度。所以太远的地方，信号太弱，不足以解调。如果只是这个原因，那么拼命提高发射功率或增加接收天线的增益，也许就可以扩大收听的范围了。但是，还有一个重要的问题是，地球是圆的，在地球上任何一点发出的电波，按直线前进的方向，最终将离开地球射向天空。主要是由于第二个原因，一般地讲，地面上一个发射台发出的直线波，只能传播到70km远处地面上的接收处。如果双方的高度增加，那么这个距离还可以增加，但总是有限的。所以，70km，是本地收听的极限，实际上，由于山脉、丘陵、房屋的阻挡、反射，这个距离还要大打折扣，一般可以估计的距离是35km。

电离层发射波

这是指电波通过电离层的发射达到接收方。这里面的名堂很

多。电离层本身是有多个层次的，支持短波（1.8MHz到30MHz）反射的电离层是F1和F2层。F1和F2并不是甘心反射所有的无线电波，它们能反射的最高频率是有限的，超过这个频率的电波完全得不到反射，而是穿过电离层射向太空。如果没有这个特性，那么通讯卫星就不可能存在了，通讯卫星就是在电离层外工作的。这个最高频率叫作MUF（Max

Usable Frequency）。

MUF与很多因素有关，主要是和太阳黑子活跃程度以及季节有关。太阳黑子活跃，MUF就高，天气热，MUF也高。MUF最高能高到多少呢？一般在太阳黑子活跃期的夏天，MUF在20MHz到 40MHz之间，很少超过50MHz。在低的时候甚至会低到10MHz以下。但是在太阳黑子异常活跃的时候，MUF也有可能偶然达到100MHz。这时候，就有可能通过F层发射收到DX

FM了。但是这不是FM DX的主要形式，FM

DX主要是通过另外一个电离层E层。本来E层的出现是破坏F层，所以我们不妨记F层为Friend层，E层为Enemy层。但是Es层的出现，却会形成一个短期内密度极高的反射层。反射层的密度高，意味着能更好地反射电波。所以Es层开通的时候，DX电台的信号会异常地强。在6米和10米业余波段工作的业余电台都知道， Es层开通的时候，很小的功率，甚至5W，也有可能做DX 联络。Es的开通，主要是提供了

800km以内电波的传播路径。由于信号很强，其实很多时候

并不需要很好的设备就可以接收，需要的是耐心和运气。除了这两种反射，FM

DX还有可能通过对流层反射和流星余迹到达你的接收机。

地波和大气波导

本来来说，理论上VHF是不存在地波的。但是无数的实践表明，VHF

也存在着某种程度的地波传播。所以我们能稳定地接收200km左右电台的信号。江苏和安徽两省的业余电台，每年国庆的时候都进行全省VHF移动通讯实验，也证明了VHF电波可以在200km 左右的距离得到传播。大气波导是另外一种可能传播VHF电波的手段，不过人们研究得还不够多。

既然存在着这些可能，那么如何知道我收到的信号是以什么方式来的呢？一般来说，如果收到的信号来自70km以内的电台，基本上可以认为是直接波；如果是200km以内，而且信号稳定（不一定强），那么大概是地波；如果是800km以内，信号很强，但是极不稳定，而且偶尔才出现，多半是Es层传播；如果距离更远，信号很弱，大概是F层或其他形式的电离层传播了。

知道这些有什么用呢？用处在于帮助我们选择对天线的要求。比如，F层的传播有一个特点是越距，大约500km以内的电台是不可能通过F层的传播来的，这个距离内的电台信号只能以Es层来。

就象在杭州想要接收台湾的FM电台信号，只能PNP（Plug

and pray），等Es层，那么天线就要考虑适合Es层的特点。

还有一个很重要的因素是极化方式，这是很容易被很多爱好者忽略的问题。电波的极化方式有三种：水平极化、垂直极化和圆极化。不管理论上怎么计算，简单的判断方法，就是看振子的方向，振子是水平放的就是水平极化，垂直的就是垂直极化，圆极化不用在 FM广播，可以不管。极化方式之所以重要，是因为要求发射方与接收方的极化方式必须一致，才能有好的接收效果。我国广播的极化方式是水平极化，所以，接收天线也应水平架设。如果极化方式不一致，会有10dB到20dB的损失。可是，经过电离层的反射过来的电波，早就被反射得七荤八素、颠三倒四，说不定是什么极化方式了。所以，接收DX信号，其实垂直极化也不错，附带的一个好处，就是可以削弱本地电台的影响。

天线的特性

共振

任何天线都谐振在一定的频率上，我们要接收哪个频率的信号，就希望天线谐振在那个频率上。天线谐振是对天线最基本的要求，要不然，就没那么多讲究了，随便扔根线出去不也是天线嘛。

天线的谐振问题涉及到的主要数据是波长及其四分之一。计算波长的公式很简单，300/f。其中f的单位是MHz，而得到的结果

的单位是米。1/4波长是称作基本振子，如偶极天线是一对基本振子，垂直天线是一根基本振子。

不过天线中的振子的长度并不正好是1/4波长，因为电波在导线中行进的速度与在真空中的不同，一般都要短一些，所以有一个缩短因子。这个因子取决于材料。

带宽

这也是一个重要但容易被忽略的问题。天线是有一定带宽的，这意味着虽然谐振频率是一个频率点，但是在这个频率点附近一定范围内，这付天线的性能都是差不多好的。这个范围就是带宽。

我们当然希望一付天线的带宽能覆盖一定的范围，最好是我们所收听的整个FM广播波段。要不然换个台还要换天线或者调天线也太麻烦了。

天线的带宽和天线的型式、结构、材料都有关系。一般来说，振子所用管、线越粗，带宽越宽；天线增益越高，带宽越窄。

阻抗

天线可以看做是一个谐振回路。一个谐振回路当然有其阻抗。我们对阻抗的要求就是匹配：和天线相连的电路必须有与天线一样的阻抗。和天线相连的是馈线，馈线的阻抗是确定的，所以我们希望天线的阻抗和馈线一样。一般生产的馈线，主要是300欧姆、75

欧姆和50欧姆三种阻抗，国外过去还有450欧姆和600欧姆阻抗的馈线。

基本偶极天线的阻抗是75欧姆左右，V型偶极天线是50欧姆左右，基本垂直天线阻抗

50欧姆。其他天线一般阻抗都不是50或75欧姆，那么在把它们与馈线连接之前，需要有一定的手段来做阻抗变换。

平衡

对称的天线是平衡的，如偶极天线、八木天线，而同轴电缆是不平衡的，把这两者连接起来，就需要解决平衡不平衡转换的问题。

增益

天线是无源器件，但是天线是可以有增益的。这个增益当然是相对增益，是相对于基本偶极天线而言的。FM

DX所用的天线，当然希望增益越高越好。不过别忘了，增益高往往伴随着带宽窄。

方向性

不是所有的天线都有方向性的。便携式收音机上的拉杆天线就没有方向性。偶极天线有弱的方向性，八木等定向天线可以得到较好的方向性。好的方向性意外着能够集中收集所需方向的电波，还有一个重要的能力就是能部分地减弱本地电台信号的影响。

但是定向天线并不是什么情况下都好。当没有目标而等待的

时候，定向天线就有可能使你错过天线背面的信号。所以比较合理的方式，是用一个垂直天线和一付定向天线配合使用，用垂直天线等待，听到信号后，再用定向天线转过去对准了听。

仰角

天线的仰角是指电波的仰角，而并不是天线振子本身机械上的仰角。仰角反映了天线接收哪个高度角来的电波最强。对于F层传播，我们希望仰角低，可以传播地远，对于

Es层，电波主要是从高处来，我们希望仰角高。

仰角的高低取决于天线型式和架设高度。一般来说，垂直天线具有低仰角，其他天线的仰角随架设高度变化。

架设高度

天线有一个架设高度。这个高度实际上是两个高度，一个高度我们考虑它的水平面高度，这个高度对于本地信号有些用，对于DX其实用处不大。第二个常常被忽略的高度是地面高度，是指天线到电气地面的高度。比如架设在钢筋水泥房顶的天线，虽然房子高有20米，但是天线距房顶只有1米，那么这付天线的高度只是1米。

天线的高度对不同的天线有不同的影响，一般会影响天线的阻抗和仰角。通常我们认为天线的地面高度应在0.4个波长以上，才比较不受地面的影响。

驻波比

最后介绍这个最不被中国的爱好者熟悉的特征。

驻波比反映了天馈系统的匹配情况。它是以天线作为发射天线时发射出去和反射回来的能量的比来衡量天线性能的。驻波比是由天馈系统的阻抗决定的。天线的阻抗与馈线的阻抗与接收机的阻抗一致，驻波比就小。驻波比高的天馈系统，信号在馈线中的损失很大。

天线架的越高越好，事实证明，20层楼顶的棒子天线，用1瓦发射，等于我六楼顶的棒子天线用25瓦发射。可见天线高度的重要。JV6+ 以下叙述棒子天线的架设方法：LJ8Iif

1.准备直径一寸的六米铁管一棵，价格大约60元左右，如果想要防锈，可买镀锌的，价格大概90元左右。看你和JS的功力，谁高谁低了。~&TY53

2.管子买回来，找一个焊金属防盗网的个体门市，让他在管子5米的地方，在3个不同方向上焊3个螺丝帽。GUw

3.然后在管子最顶端再焊一个螺丝帽。干什么用？等一下先！[k.

4.让电焊工开始给管子刷防锈漆，一遍遍刷，刷3遍就OK了。不要以为你的管子是镀锌的就不刷防锈漆，一定要刷。不要问为什么，除非你不想看我以后写的文章了。|

5.再去五金店买钢丝绳，直径为3毫米就行。这里提醒一下，别买太

粗的，到楼顶后，你弄不断，可没人帮你了。钢丝绳买40米就够了，这样已经有余量了。价格大概0.7元一米。YS

6.买完钢丝绳，再买钢丝扣。相对应的规格，JS都知道。至少要买8个。强烈建议买12个。没多少钱，可能0.8元一个。obtA

7.然后买一个花篮螺丝，学名可能是这么叫的。反正就是调整钢丝张紧度的一个螺丝杆，卖钢丝绳的JS都有。价格大概3-6元。买个大点的。别太短。4daKr

8.然后再让焊工给加工三个固定角铁。就是用废角铁，两个面上分别打上一个孔，一个用来固定在楼顶的水泥墙上，一个用来栓钢丝绳。这个可以是免费的。l[{

9.自己回家把馈线焊好，棒子天线组装好。焊馈线可能有点难度，烙铁至少要用到50瓦，千万别有虚焊。实在没有把握，让有经验的蛤蟆或JS代焊。给其好处费就行了。@F

10.楼顶上至少要上去3个人，包括你自己。建议雇佣给你焊铁管的那个小工。他可以帮你干些你从来没有干过的工作。别小看他。P-@KM

11.把所有要装的东西运到楼顶。然后再带上如下东西：玻璃胶、黄油或润滑脂、尼龙扎线带、各种工具、铁丝（别太细）、电源线（要提前接好电源）、对讲机（另一部留在家中），数码相机（如有条件）。E

12.到楼顶上后，选定地点，要在你家的正上方。现在的楼顶有很多排下水管臭气的铸铁管，基本都露出楼面50厘米。这就是我们天线

的基座。然后在周围3个方向找三个点固定加工好的角铁，要在水泥面上找，不要在地上的沥青防漏层上。用冲击钻打孔，在用膨胀螺丝固定角铁。g

13.把棒子天线固定在铁管的最顶端，一定是最顶端，不要固定在铁管的中上部，铁管一定不要进入棒子振子的辐射范围内。再连接好馈线，一定要紧密连接，然后用玻璃胶将接头彻底密封，全都用胶糊上。(M

14.把钢丝截为三段，只能长，不能短。用钢丝扣固定到铁管上那3个螺丝帽上。三个人合力竖起铁管，这时你会发现你的天线很壮观。竖起来后，把铁管用铁丝紧密的绑在臭气管上。然后开始拉紧钢丝绳。i,!{@

15.一个人在远处观察铁管的垂直程度，不要拉斜了，一个人扶着铁管，另一个人开始固定钢丝绳。开始这两根钢丝绳可以不用拉的太紧，拉的钢丝绳没有垂度就行了。第三根钢丝绳，我们在下面截断它，接上花篮螺丝，然后用一截短的钢丝绳连接花篮螺丝和角铁基座。怎样调节花篮螺丝我就不用多说了，把它放到最长，钢丝绳连接完毕后一点点拧紧它，直到三根钢丝绳都有一定的拉紧力，张紧程度一样就OK了。(Dm

16.开始用尼龙扎线带固定馈线了，一定固定好，特别是可能磨着线的地方。在每个钢丝扣上涂上黄油，以防以后我们维修天线时它被锈死。uE

17.用手晃动铁管，你应该发现它比你想象中的还要结实。上部纹丝

不动。再次到远处检查铁管是否垂直，有必要时，分别调节三根钢丝绳的长度，并拉紧之。<

18.用对讲机告诉家人，拔掉电源插头，把电源线拉上来收好。YvQ/y

19.收拾所有的工具，给干活的那个电焊工工钱。(R

20.安装过程中用数码相机拍摄过程，以后向别的青蛙逞能用。或发个精品贴子，鼓励一下自己。DBk

21.下楼。[;

22.对了，铁管顶端的那个螺丝冒，是以后架设倒V短波天线时，固定滑轮用的。这个滑轮，你在调整短波天线时，要反复用它来升降巴伦。哈哈，到那时，你就发现这样做的英明之处了。

天线基本知识

[转帖]短波通信中的天线选型 短波通信中的天线选型 EMC CHINA .COM 中国电磁兼容网 短波通信是指波长１００－１０米（频率为３－３０ＭＨｚ）的电磁波进行的无线电通信。短波通信传输信道具有变参特性，电离层易受环境影响，处于不断变化当中，因此，其通信质量，不如其它通信方式如卫星、微波、光纤好。短波通信系统的效果好坏，主要取决于所使用电台性能的好坏和天线的带宽、增益、驻波比、方向性等因素。近年来短波电台随着新技术提高发展很快，实现了数字化、固态化、小型化，但天线技术的发展却较为滞后。由于短波比超短波、卫星、微波的波长长，所以，短波天线体积较大。在短波通信中，选用一个性能良好的天线对于改善通信效果极为重要。下面简单介绍短波天线如何选型和几种常用的天线性能。 一、衡量天线性能因素 天线是无线通信系统最基本部件，决定了通信系统的特性。不同的天线有不同的辐射类型、极性、增益以及阻抗。 １．辐射类型：决定了辐射能量的分配，是天线所有特性中最重要的因素，它包括全向型和方向型。 ２．极性：极性定义了天线最大辐射方向 电气矢量的方向。垂直或单极性天线（鞭天线）具有垂直极性，水平天线具有水平极性。 ３．增益：天线的增益是天线的基本属性，可以衡量天线的优劣。增益是指定方向上的最大辐射强度与天线最大辐射强度的比值，通常使用半波双极天线作为参考天线，其它类型天线最大方向上的辐射强度可以与参考天线进行比较，得出天线增益。一般高增益天线的带宽较窄。 ４．阻抗和驻波比（ＶＳＷＲ）：天线系统的输入阻抗直接影响天线发射效率。当驻波比（ＶＳＷＲ）１：１时没有反射波，电压反射比为１。当ＶＳＷＲ大于１时，反射功率也随之增加。发射天线给出的驻波比值是最大允许值。例如：ＶＳＷＲ为２：１时意味着，反射功率消耗总发射功率的１１％，信号损失０．５ｄＢ。ＶＳＷＲ为１．５：１时，损失４％功率，信号降低０．１８ｄＢ。 二、几种常用的短波天线 １．八木天线（ＹａｇｉＡｎｔｅｎｎａ）八木天线在短波通信中 通常用于大于６ＭＨｚ以上频段，八木天线在理想情况下增益可达到１９ｄＢ，八木天线应用于窄带和高增益短波通信，可架设安装在铁塔上 具有很强的方向性。在一个铁塔上可同时架设几个八木天线，八木天线的主要优点是价格便宜。

天线的基础知识

天线的基础知识(2009-05-17 22:14:38) 1 天线工作原理及作用是什么？ 天线作为无线通信不可缺少的一部分，其基本功能是辐射和接收无线电波。发射时，把高频电流转换为电磁波；接收时，把电滋波转换为高频电流。 2 天线有多少种类？ 天线品种繁多，主要有下列几种分类方式： 按用途可分为基地台天线（base station antenna）和移动台天线（mobile portable antennas），还有就是手持对讲机用的天线（handhold transceiver antennas)。基地电台俗称棒子天线；车载天线俗称苗子；手台天线由于绝大部分是橡胶外皮的因此俗称橡胶天线或橡胶棒儿。 按工作频段可划分为超长波、长波、中波、短波、超短波和微波。 按其方向可划分为全向和定向天线。 3 如何选择天线？ 天线作为通信系统的重要组成部分，其性能的好坏直接影响通信系统的指标，用户在选择天线时必须首先注重其性能。具体说有两个方面，第一选择天线类型；第二选择天线的电气性能。选择天线类型的意义是：所选天线的方向图是否符合系统设计中电波覆盖的要求；选择天线电气性能的要求是：选择天线的频率带宽、增益、额定功率等电气指标是否符合系统设计要求。因此，用户在选择天线时最好向厂家联系咨询或在往上对比分析其技术指标。 4 什么是天线的增益？ 增益是天线的主要指标之一，它是方向系数与效率的乘积，是天线辐射或接收电波大小的表现。增益大小的选择取决于系统设计对电波覆盖区域的要求，简单地说，在同等条件下，增益越高，电波传播的距离越远，一般基地台天线采用高增益天线，移动台天线采用低增益天线。 5 什么是电压驻波比？ 天线输入阻抗和馈线的特性阻抗不一致时，产生的反射波和入射波在馈线上叠加形成的磁波，其相邻电压的最大值和最小值之比是电压驻波比，它是检验馈线传输效率的依据，电压驻波比小于1.5，在工作频点的电压驻波比小于1.2，电压驻波比过大，将缩短通信距离，而且反射功率将返回发射机功放部分，容易烧坏功放管，影响通

天线基础知识

一. 方向性系数： 物理意义：方向图函数E(,)θφ或f (,)θφ表示了离辐射源相同距离上各点在各个方向上辐射场的相对大小，它不能明确表示天线辐射能量在某个特定方向上集中的程度，因而必须引进方向性系数这一指标参数。方向性系数是用来表征天线辐射能量集中程度的一个参数。 定义1：在相同辐射功率r r P P =o 情况下，某天线在给定方向i i (,)θφ的辐射强度i i U(,)θφ与理想点源天线在同一方向的辐射强度U o 之比，即 2220 4r r i i i i i P i i P i i U(,) f (,) D(,)U f (,)sin d d ππ θφπθφθφθφθθφ == ?? o o @ 定义2：在给定方向i i (,)θφ产生相同电场强度M E E =o 下，理想点源天线的辐射功率r P o 与某天线辐射功率r P 之比。即： 2220 4M r i i i i r i i i E E P f (,) D(,)P f (,)sin d d πθφθφθφθθφ == ?? o o @ 图0：两种条件下的某天线方向图和理想点源方向图 一般方向性系数我们都是指最大波束(,)θφo o 处的方向性系数（是否可以这么理解，工程上主要考虑最大波束方向上的能量集中的程度），则最大波束处的方向性系数可以表示为： 20000220 4f (,) D(,)f (,)sin d d ππ πθφθφθφθθφ = ?? 方向性系数表示无量纲的量，工程上一般采用分贝表示： 10dB D (,)lg D(,)θφθφ=o o o o 方向性系数两种定义的物理解释： 前面已经提到，天线的方向性系数是用来表征天线辐射能量集中程度的一个参数，对于最大辐射方向上的方向性系数D(,)θφo o 来说，其值愈大，天线的能量辐射就愈集中，定向性能就愈强。下面针对方向性系数的两种定义方法用图解来说明。图0所示为方向性系数的 两种定义方法对应的两种条件下某天线和理想点源天线的方向图。在相同辐射功率条件下，

天线基础知识

天线基础知识 天线基础知识 天线在无线电通信技术中是起到发射或接收电磁波的 作用，天线性能的优良与否，往往在无线通信中起到事半功倍的作用。从原理上讲，发射天线和接收天线是互易的，但在实际应用中还是有差别的。一副在某一段频率上发射性能优良的天线，一定也是在该段频率上接收性能优良的接收天线，但随便一条能接收的天线，却不一定也是优良的发射天线。大部分研究和讨论天线的文章、资料都偏重于发射方面，其实，关于天线的接收方面也有很大的考究，这一点，对我们侧重无线电接收的爱好者来说，往往显得尤为重要。 一般来说（除了发射和接收共用的天线），发射天线为了突出和强调发射效果，往往采用谐振天线（窄带天线），而接收天线却往往采用非谐振天线（宽带天线），即使接收天线回路在某些频率上存在谐振，但天线回路衡量谐振程度的品质因数（Q值）还是比较低的，这样的天线基本上可以看成是非谐振天线。如果用想同一条天线来完成全波段接收，包括V/U波段，甚至到1G以上频率的接收，最好是选择一些厂家经过专门设计的宽带天线，有些宽带天线可以工作在500KHz-1500MHz的频率范围内，但宽带天线（非谐振天线）接收弱信号的效果总是不如窄带天线（谐振天线）。至于随便拿来一条几米长的导线或是其它的天线充当全频天线来搞全频接收，肯定不会有好的效果。

衡量一个天线发射和接收性能的优劣，主要有这样几个技术指标。 一、天线效率 天线效率和架设天线的导体材质、天线形状、工作频率、天线长度、天线架设高度有关。 1、天线材质 尽量选择导电性能好、电阻率低的金属材料，如银、铜、铝等。由于银线材的成本太高，所以实际应用中最好选择电工纯铜线.由铜矿石冶炼后，除去杂质，尤其要减少氧化物，再通过电解后得到电解铜，然后拉成丝。这种电工纯铜的杂质少，电阻率很低。一些正规国营电线厂生产的电线和漆包线都属于这类线材。现在市场上还常常见到一些乡镇企业或个体户用回收的废旧铜冶炼后（再生铜）生产的电线，这种铜线材所含杂质较多，电阻率也较大，如果用这种线材制做天线时，天线的效果不会很好，往往还会增大接收时的

天线的基础知识及应用

天线的基础知识及应用 1、天线的简介 天线是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介（通常是自由空间）中传播电磁波，一般天线都具有可逆性，即同一种天线既可用作来做发射天线，也可用来作为接收天线。凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。 众所周知，天线是无线通信、广播、导航、雷达、测控、微波遥感、天文和电子对抗等各种民用和军用无线电系统必不可少的设备之一。随着信息时代的到来，我们几乎天天都看得见天线，也正在使用天线带来的各种无线信号，如电视塔上的电视发射天线、移动电话基站塔上的通信天线、无时不在的4G还有正在普及中的5G手机内置天线、大型卫星通信地面站天线、全球定位系统（北斗、GPS 等）接收天线、各种智能穿戴、IOT设备的内置天线等等---

天线究竟是一根什么样的“线”，为什么会如此彻底地改变我们的生活？其实，天线之所以牛逼，就是因为电磁波牛逼。 2、天线的历史

1987年德国青年学者海因里希·赫兹（Heinrich R. Hertz）的著名实验证实了电磁波的存在，他当时所用的电偶极子谐振器就是最早的发射天线，因此天线发明至今还只有130年左右的历史。 1888年，29岁的亚历山大·波波夫得知德国物理学家赫兹发现电磁波的消息后，这位曾经立志推广电灯的年轻科学家对朋友们说：“我用毕生的精力去安装电灯，对于广阔的俄罗斯来说，只不过照亮了很小的一角：假如我能指挥磁波，那就可以飞越整个世界！” 于是，他埋头研究，1896年，终于在相距20m的建筑物之间传送了一份电报，电文就是Heinrich Hertz，无线电天线由此而问世。无线电开创初期主要使用的是火花式发射机，工作频率主要集中在米波和微波频率。

天线基础知识

目录 天线 (1) 一、天线理论知识 (1) 二、天线的选择原则 (18) 三、常用天线的分类 (23)

天线 一、天线理论知识 天线是将射频信号转化为无线信号的关键器件，其质量的优良和是否合理使用对无线通信工程的成败起到重要作用。所以我们必须全面了解天线。 1、天线的方位图： 天线辐射电磁波是有方向性的，它表示天线向一定方面辐射电磁波的能力。反之，作为接收天线的方向性表示了它接收不同方向来的电磁波的能力。 天线方向图的定义：天线辐射的电磁场在一定距离上随 空间角坐标分布的图形。 由于电磁场的矢量特征包含了幅度、相位、极化方向等 信息，因此，对应有：幅度方向图、相位方向图。而电磁场 的幅度可用场强和功率密度表示，所以，幅度方向图又分为 场强方向图和功率方向图。除非特殊说明，在一般情况下， 通常天线方向图指的是功率方向图，幅度以dB为单位。 根据定义，天线的方向图是三维立体图，但实际获得完整的三维方向图是非常困难的。通常根据天线的结构特点，选择两个或多个特征面测得该平面内的二维方向图如： E面方向图：通过最大辐射方向并与电场矢量平行的平面；

水平面方向图（Horizontal）：是指与地面平行的平面内的方向图； 垂直面方向图（Vertical）：是指与地面垂直的平面内的方向图。 当天线为垂直极化时，H面近似为水平面，E面近似为垂直面，如果天线为水平极化则情况正好相反。 E面图和H面图只是描述了天线的功率密度的分布情况，但不能定量的反映天线的主要特征。为了更好的描述天线的方向图，常使用半功率波束宽度、副瓣电平、前后比、第一上副瓣抑制、第一下零点填充等都是描述方向图特征的指标。 2、波瓣： 零功率点波瓣宽度：主瓣最大值两边两个零辐射方 向之间的夹角。 半功率点波瓣宽度：在E面或H面的等距线上， 主瓣最大值两边场强等于最大场强的0.707倍（或 一半功率密度）的两辐射方向之间的夹角。 副瓣电平：在E面或H面的等距线上，副瓣最大值 与主瓣最大值之比，通常用dB表示。 后瓣：与主瓣相反方向上的副瓣。 前后比：等距线上，主瓣功率密度最大值和后瓣功 率密度最大值之比(dB)。

天线的基本知识

天线的基本知识 天线是无线通信中的重要组成部分，其作用是将电信号转换为电磁波进行传输或接收。天线是无线通信系统中的关键元件，其性能直接影响到通信质量和距离等因素。下面将介绍天线的基本知识。 一、天线的定义和作用 天线是一种用于发射或接收电磁波的装置。在无线通信中，天线的作用是将电信号转换为电磁波发射出去，或者将接收到的电磁波转换为电信号进行处理。天线在无线通信系统中起着桥梁的作用，连接着发射机和接收机之间的电信号与电磁波之间的转换。 二、天线的基本原理 天线的工作原理是基于电磁学的知识。当电流通过天线时，会在天线附近产生电磁场。这个电磁场会随着电流的变化而产生变化，从而形成电磁波并辐射出去。当接收到的电磁波通过天线时，会在天线上感应出电流，从而实现电磁波到电信号的转换。 三、天线的结构和类型 天线的结构形式多种多样，常见的有单极天线、双极天线、方向天线、全向天线等。单极天线是指由一个导体构成的天线，常见的有垂直天线和水平天线。双极天线是由两个导体构成的天线，常见的有偶极子天线和环形天线。方向天线是指天线辐射或接收信号的主要方向是有限的，适用于需要指向性传输的场景。全向天线是指天

线辐射或接收信号的主要方向是全方向的，适用于需要全向传输的场景。 四、天线的性能指标 天线的性能指标主要包括增益、方向性、频率响应、波束宽度、驻波比等。增益是指天线在某个方向上辐射或接收信号的能力，是衡量天线性能好坏的重要指标。方向性是指天线在某个方向上辐射或接收信号的能力相对于其他方向的能力。频率响应是指天线在不同频率上的辐射或接收信号的能力。波束宽度是指天线主瓣辐射功率下降到峰值功率的一半所对应的角度范围。驻波比是指天线输入端的驻波比，用来衡量天线和传输线之间的匹配程度。 五、天线的应用领域 天线广泛应用于无线通信、卫星通信、雷达、无线电广播、电视、导航系统等领域。在无线通信中，天线是移动通信、无线局域网等系统中的重要组成部分，直接影响通信质量和距离。在卫星通信中，天线用于卫星地球站的发射和接收信号。在雷达系统中，天线用于发射和接收雷达信号。在无线电广播和电视中，天线用于接收和辐射广播信号和电视频道。在导航系统中，天线用于接收和辐射导航信号，如GPS、北斗导航等。 六、天线的发展趋势 随着无线通信技术的不断发展，天线也在不断进步和创新。未来的

最全的天线知识-带你了解天线的特性综述

带你了解天线的特性 今天给大家介绍一下天线方面的基本知识，使大家对天线有初步的了解。下面先来了解几个概念。 共振：任何天线都谐振在一定的频率上，我们要接收哪个频率的信号，就希望天线谐振在那个频率上。天线谐振是对天线最基本的要求，要不然，就没那么多讲究了，随便扔根线出去不也是天线嘛。天线的谐振问题涉及到的主要数据是波长及其四分之一。计算波长的公式很简单，300/f。其中f的单位是MHz，而得到的结果的单位是米。1/4波长是称作基本振子，如偶极天线是一对基本振子，垂直天线是一根基本振子。不过天线中的振子的长度并不正好是1/4波长，因为电波在导线中行进的速度与在真空中的不同，一般都要短一些，所以有一个缩短因子。这个因子取决于材料。 带宽：这也是一个重要但容易被忽略的问题。天线是有一定带宽的，这意味着虽然谐振频率是一个频率点，但是在这个频率点附近一定范围内，这付天线的性能都是差不多好的。这个范围就是带宽。我们当然希望一付天线的带宽能覆盖一定的范围，最好是我们所收听的整个FM广播波段。要不然换个台还要换天线或者调天线也太麻烦了。天线的带宽和天线的型式、结构、材料都有关系。一般来说，振子所用管、线越粗，带宽越宽；天线增益越高，带宽越窄。 阻抗：天线可以看做是一个谐振回路。一个谐振回路当然有其阻抗。我们对阻抗的要求就是匹配：和天线相连的电路必须有与天线一样的阻抗。和天线相连的是馈线，馈线的阻抗是确定的，所以我们希望天线的阻抗和馈线一样。一般生产的馈线，主要是300欧姆、75欧姆和50欧姆三种阻抗，国外过去还有450欧姆和600欧姆阻抗的馈线。基本偶极天线的阻抗是75欧姆左右，V型偶极天线是50欧姆左右，基本垂直天线阻抗 50欧姆。其他天线一般阻抗都不是50或75欧姆，那么在把它们与馈线连接之前，需要有一定的手段来做阻抗变换。 平衡：对称的天线是平衡的，如偶极天线、八木天线，而同轴电缆是不平衡的，把这两者连接起来，就需要解决平衡不平衡转换的问题。 增益：天线是无源器件，但是天线是可以有增益的。这个增益当然是相对增益，是相对于基本偶极天线而言的。FM DX所用的天线，当然希望增益越高越好。不过别忘了，增益高往往伴随着带宽窄。 方向性：不是所有的天线都有方向性的。便携式收音机上的拉杆天线就没有方向性。偶极天线有弱的方向性，八木等定向天线可以得到较好的方向性。好的方向性意外着能够集中收集所需方向的电波，还有一个重要的能力就是能部分地减弱本地电台信号的影响。但是定向天线并不是什么情况下都好。当没有目标而等待的时候，定向天线就有可能使你错过天线背面的信号。所以比较合理的方式，是用一个垂直天线和一付定向天线配合使用，用垂直天线等待，听到信号后，再用定向天线转过去对准了听。 仰角：天线的仰角是指电波的仰角，而并不是天线振子本身机械上的仰角。仰角反映了天线接收哪个高度角来的电波最强。对于F层传播，我们希望仰角低，可以传播地远，对于 Es层，电波主要是从高处来，我们希望仰角高。仰角的高低取决于天线型式和架设高度。一般来说，垂直天线具有低仰角，其他天线的仰角随架设高度变化。 架设高度：天线有一个架设高度。这个高度实际上是两个高度，一个高度我们考虑它的水平面高度，这个高度对于本地信号有些用，对于DX其实用处不大。第二个常常被忽略的高度是地面高度，是指天线到电气地面的高度。比如架设在钢筋水泥房顶的天线，虽然房子高有20米，但是

天线基础知识

天线基础知识 天线是无线电通讯技术中最重要的一部分。它可以将发射机发出的能量收集、聚合或放大，从而有利于传输和接收信号。天线也可以把信号发射出去，使其能够传播到更大的距离。从学术角度来看，天线是一种设备，用来增加信号强度，使得发射的信号能够传播较远的距离，同时也用来收集传播到接收端的信号，而且在传输过程中可以保持信号的纯度和完整性。 天线本质上是一种可以使电磁波发射出去或收集到接收端的设备，在无线电通讯技术中必不可少。从物理结构上分，天线可以分为导线天线、空间天线和电路天线。 导线天线是使用一根或多根导线代替作为接收和发射信号的馈 电线的天线，是最常见的一种天线。主要特点在于简单，发射功率低，但可以接收的信号也不高，因此普遍用于短距离的无线通讯。目前，多数导线天线都采用半波长导线天线，它是一种最简单、结构容易制造的天线，其发射灵敏度较高，适用于大功率、短距离的应用。 空间天线是一种大型的构造结构，它是由若干个振子组成，这些振子通常被绑定在一个外壳上，有时也可以被单独安装在特定的架上的，空间天线的特点在于尺寸大，可以在较远的距离传输信号，但是发射功率较低。目前空间天线大多用来制作宽带和高功率无线电台，需要在非常长的距离传输信号时可以考虑使用它们以节省成本。 电路天线是一种结合了机械结构和电路结构的天线，其发射功率比导线和空间天线都要大，而且可以在较短的距离传播信号。它基本

上是一种现代的技术，其发射功率可以超过1千瓦，可以用来传播较远的信号，而且调制方式可以得到较好的抑制，可以用来传输灵活性和高质量的数据。 天线在无线电通讯中起着十分重要的作用，这其中对天线的基本知识和发展历史有一定的了解，因此，有必要对相关的知识做个总结，既可以系统的学习天线的知识，也可以下一步进行应用研究。 首先，天线的主要功能是收发各种信号，它可以把发射的信号收集或放大，从而有利于传输和接收信号。其次，天线的物理结构可以分为导线天线、空间天线和电路天线，导线天线较大的特点是结构简单，发射功率低，但可以接收的信号也不高，一般用于短距离的无线通讯；空间天线可以在较远的距离传输信号，但是发射功率较低，常用于制作宽带高功率无线电台；电路天线发射功率比导线和空间天线都要大，在较短的距离内传播信号，并且可以调制出较高的灵活性和质量的数据信号。 此外，也应知道天线的发展历史及其在无线电通信技术中的应用。大约在20世纪50年代，无线电通信发展到运用于移动电话方面的时候，天线的应用也开始出现，以导线天线为主，把发射的信号聚合或放大到更大的距离，同时能够收集更多的信号，从而使无线电通讯变得更加稳定和质量更高。另一方面，一些新型天线也出现了，如电路天线，这种天线发射功率较大，可以传播更远的信号，其应用也开始普及，更大程度上实现了无线电通讯的高效传输。 通过现有的研究，我们可以清楚地得知，正确的应用和搭配天线

天线基础知识与应用之雷达

天线基础知识与应用之雷达 一、天线基本概念与分类 天线是在无线电收发系统中，向空间辐射或从空间接收电磁波的装置，是无线电通信系统中必不可少的部分。通常有以下几种分类方法： 1）按用途分类：可分为通信天线、电视天线、雷达天线等； 2）按工作频段分类：可分为短波天线、超短波天线、微波天线等； 3）按方向性分类：可分为全向天线、定向天线等； 4）按外形分类；可分为线状天线、面状天线等。 二、天线基本参数 天线有如下几个基本参数：波瓣宽度、方向性系数、天线效率、增益系数、辐射电阻和天线有效高度等。这些参数是衡量天线质量好坏的重要指标。 【波瓣宽度】有时也称波束宽度。指方向性图的主瓣宽度，用来描述天线向一定方向辐射电磁波的能力。一般是指半功率波瓣宽度。当L/λ数值不同时，其波瓣宽度也不同。L/λ比值增加时，方向图越尖锐，但当（L/λ）＞0.5时，除了与振子轴垂直的方向有最大的主瓣外，还可能出现副瓣。因此，波瓣宽度越小，其方向性越强，保密性也强，干扰邻台的可能性小。所以，对于超短波，微波等所用的天线，主瓣宽度这一指标，是十分重要的。 【方向性系数】方向性系数是用来表示天线向某一个方向集中辐射电磁波程度（即方向性图的尖锐程度）的一个参数。为了确定定向天线的方向性系数，通常以理想的非定向天线作为比较的标准。任一定向天线的方向性系数是指在接收点产生相等电场强度的条件下，非定向天线的总辐射功率对该定向天线的总辐射功率之比。 按照上面的定义，由于定向天线在各个方向上的辐射强度不等，故天线的方向性系数也随着观察点的位置而不同，在辐射电场最大的方向，方向性系数也最大。通常如果不特别指出，就以最大辐射方向的方向性系数作为定向天线的方向性系数。 在中波和短波波段，方向性系数约为几到几十；在米波范围内，约为几十到几百；而在厘米波波段，则可高达几千，甚至几万。 【辐射电阻】发射天线的辐射功率与馈电点的有效电流平方之比，称为天线的辐射电阻。采用辐射电阻这个概念，可以简化天线的有关计算。 辐射电阻的大小取决于天线的尺寸、形状以及馈电电流的波长。因为发射天线的任务是辐射电磁波，所以在装置天线时总是适当地选择其尺寸和形状，使辐射电阻尽可能大一些。 【天线有效高度】小于四分之一波长的垂直天线：假定在一根垂直的天线上有均匀分布的电流。此均匀电流等于实际天线上的最大电流，且所产生的辐射场强与实际天线的辐射场强相同，该假设的垂直天线的长度即为实际天线有效高度。 【天线最大增益系数】平时也简称天线最大增益或天线增益。指在最大场强方向上某点产生相等电场强度的条件下，标准天线（无方向）的总输入功率对定向天线总输入功率的比值，称该天线的最大增益系数。它是比天线方向性系数更全面的反映天线对总的射频功率的有效利用程度。并用分贝数表示。可以用数学推证，天线最大增益系数等于天线方向性系数和天线效率的乘积。 【天线效率】它是指天线辐射出去的功率（即有效地转换电磁波部分的功率）和输入到天线的有功功率之比。是恒小于1的数值。 三、天线的极化

天线设计知识点

天线设计知识点 天线是现代通信系统中至关重要的组成部分，在无线通信、卫星通信、雷达、电视广播等领域都发挥着重要作用。本文将介绍一些天线 设计的知识点，包括天线的基本原理、设计要素、常见类型以及未来 的发展方向。 一、天线的基本原理 天线是将电磁波从传输线转换为自由空间辐射或从自由空间接收的 装置。它根据麦克斯韦方程组的基本原理工作，其中包括电场分布、 磁场分布、辐射功率等。根据天线的不同工作频率和应用，可以选择 不同的天线类型。 二、天线设计的要素 1. 频率范围：天线设计需要根据工作频率范围选择合适的天线类型。常见的频率范围包括超高频（UHF）、高频（HF）、甚高频（VHF）等。 2. 增益：天线的增益是指天线辐射能量的强度，通常用分贝（dB） 表示。增益越高，天线的信号传输和接收效果越好。 3. 方向性：天线的方向性决定了其辐射和接收信号的方向，分为全 向性和定向性。全向性天线能够在各个方向上辐射和接收信号，而定 向性天线只能在特定方向上有效。

4. 阻抗匹配：天线的输入阻抗需要与传输线或接收设备的阻抗匹配，以最大限度地传输或接收信号。 三、常见天线类型 1. 线性天线：包括半波振子天线、全波振子天线等，常用于无线通 信和电视广播。 2. 偶极子天线：适用于频率范围较高的应用，如超高频和高频通信。 3. 短偶极子天线：在尺寸有限的情况下实现宽带响应，常用于无线 局域网（WLAN）和蓝牙通信等。 4. 槽天线：利用金属槽的辐射特性，适用于宽频带和高增益的应用，如雷达和卫星通信。 5. 贴片天线：体积小、重量轻，适用于小型电子设备中的无线通信。 6. 阵列天线：由多个单个天线组成，通过相位控制实现指向性辐射。 世、天线设计的未来发展方向 1. 小型化：随着电子设备越来越小型化，天线也需要适应更小尺寸 的应用场景。 2. 宽频带：天线对不同频段的适应能力将成为未来的发展趋势。 3. 多功能集成：天线将不仅仅用于无线通信，还将融合其他功能， 如传感、定位等。

天线基本知识汇总

天线基本知识汇总 天线是无线通信系统的重要组成部分，它负责将电能转换为电磁波，将信号从传输介质（如空气）中发射出去或接收回来。天线的性能直接影响着无线通信系统的质量和可靠性。下面是关于天线基本知识的汇总。1.天线的分类： 根据应用领域和工作频率不同，天线可以分为不同的类型，如定向天线、全向天线、扇形天线、微带天线等。 2.天线的工作原理： 天线的工作原理基于法拉第电磁感应定律，当电流通过天线时，它会产生一个电磁场，从而形成电磁波。接收时，电磁波会被天线吸收，然后产生电流。 3.天线的参数： 天线的主要参数包括频率范围、阻抗、增益、方向性、辐射效率等。这些参数决定了天线的性能和适用场景。 4.天线的性能指标： -增益：天线将电能转换为电磁能的能力，通常以分贝（dB）为单位表示。增益越高，天线的发射和接收距离越远。 -方向性：天线辐射或接收信号的特定方向能力。定向天线具有较高的方向性，可以减少多径传播和干扰。 -阻抗：天线的输入或输出端口的电阻性质。与发射端口匹配的阻抗可以最大程度地传递电能，减少反射损耗。

-波束宽度：天线主瓣的角度范围。较窄的波束宽度意味着更好的方向性和更高的增益。 -辐射效率：天线将输入功率转换为有效辐射功率的能力。辐射效率高的天线可以更好地实现远距离通信。 5.天线的结构和设计： 天线的结构包含一个或多个导体元件，并且根据应用需求进行设计。常见的天线设计包括垂直极化天线、水平极化天线、天线阵列、圆极化天线等。 6.天线的应用： 天线在各种无线通信系统中广泛应用，包括移动通信、卫星通信、无线局域网、雷达、无线电广播等。 7.天线的安装和调整： 为了确保天线的性能，需要正确地进行安装和调整。安装位置和方向的选择对天线的性能和覆盖范围至关重要。 8.天线的特殊设计： 根据应用需求，一些特殊设计的天线得到了广泛应用，如室内小型天线、宽带天线、增强型天线等。 9.天线的未来发展： 随着无线通信技术的不断发展，天线也在不断创新和改进。未来的天线可能会更小、更高效，并具有更广泛的频率范围。

天线的基本知识

一、发射天线的作用 广播电视发射台的主要设备包括了：信号源系统、发射机设备以及铁塔和天馈线系统. 在广播电视传输的各个环节中,天馈线系统是各环节中最终的主要设备之一，其作用是将广播电视信号以电磁波的形式向空间传送能量. 天线可以向周围辐射电磁波能量,在计算天线辐射场强时,天线的增益若能提高3dB,则相当于发射机有效功率提高一倍。因此，使用较高增益的天线更具有较大的使用价值。 二、天线的发展 1、1887年郝兹在验证电磁波存在时使用了双球发射天线和单环天线. 2、1897年出现了能实现5Km通信的大型长波天线。 3、1901年马可尼研制出第一付大型垂直极化天线实现3700Km远程通信。 4、20年代初中波天线兴起和发展,从T型、Г型和伞型天线到后来的拉线式 或自立式铁塔天线。凌风公司在2003年又率先研制出了自立式缩短型曲 线式中波电小天线。 5、30年代雷达的出现推动了喇叭天线透镜天线介质天线、缝隙天线等超 短波天线的诞生。1928年著名的八木天线研制成功并推广应用至今. 6、40—50年代：蝙蝠翼天线、带有反射板的各种半波振子天线、大功率缝 隙天线迅速发展。长、中、短天线基本定型。 7、随着科技的发展，高增益、宽频带、高分辨率、快速扫描的天线大量出现， 相控天线取得了突破性发展，现代天线已有微带天线、有源相控天线、超导天线、四维天线等。更有向小型化、轻便、隐形化的发展趋势。 三、天线问题求解的基本方法 1、解析法：对形状极为简单的天线求得精确解. 2、近似解析法:变分法、微扰法、迭代法、几何光学法几何绕射法、物理绕射法等。 3、数值法:利用计算机进行运算，可用纯数值法，也可用矢量法。但是，较 为复杂的天线，仍然是用多次实验的方法优化出来的，某些电参数用经验公式或实验曲线计算。 四、天线的主要参数 1、天线的输入阻抗 天线的输入阻抗是天线馈电端输入电压与输入电流的比值。 天线与馈线的连接,最理想的情形是天线输入阻抗是纯电阻且等于馈线的特性阻抗,这时馈线终端没有功率反射,馈线上没有驻波.

天线基础知识

天线基础知识 1 天线 1。1 天线的作用与地位 无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线(电缆)输送到天线,由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。可见，天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备，没有天线也就没有无线电通信。天线品种繁多，以供不同频率、不同用途、不同场合、不同要求等不同情况下使用.对于众多品种的天线，进行适当的分类是必要的：按用途分类，可分为通信天线、电视天线、雷达天线等；按工作频段分类，可分为短波天线、超短波天线、微波天线等；按方向性分类，可分为全向天线、定向天线等;按外形分类，可分为线状天线、面状天线等;等等分类。 ＊电磁波的辐射 导线上有交变电流流动时，就可以发生电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长度和形状有关.如图1。1 a 所示，若两导线的距离很近,电场被束缚在两导线之间,因而辐射很微弱;将两导线张开,如图1.1 b 所示，电场就散播在周围空间，因而辐射增强. 必须指出，当导线的长度 L 远小于波长λ 时,辐射很微弱；导线的长度 L 增大到可与波长相比拟时,导线上的电流将大大增加，因而就能形成较强的辐射。 图1。1 a 图1.1 b 1。2 对称振子 对称振子是一种经典的、迄今为止使用最广泛的天线，单个半波对称振子可简单地单独立地使用或用作为抛物面天线的馈源，也可采用多个半波对称振子组成天线阵。两臂长度相等的振子叫做对称振子.每臂长度为四分之一波长、全长为二分之一波长的振子，称半波对称振子，见图1.2 a。另外,还有一种异型半波对称振子，可看成是将全波对称振子折合成一个窄长的矩形框，并把全波对称振子的两个端点相叠,这个窄长的矩形框称为折合振子，注意,折合振子的长度也是为二分之一波长，故称为半波折合振子, 见图1.2 b。

天线基础知识与原理

天线基础知识与原理 天线是将电磁波能量从传输线（如电缆）转移到自由空间（如空气） 中的器件。它是无线通信系统中至关重要的组成部分，用于发送和接收无 线信号。天线的设计和原理对通信系统的性能具有重要影响。 天线的基本原理是通过电流激励器件使其发射或接收电磁波。当电流 通过天线时，会在天线上产生电磁场。根据电磁场分布的不同，天线可以 被分为不同的类型。例如，一根直立的导体（如铜线）可以作为零度天线 或全向天线使用，这意味着它能够在水平方向上发射或接收相同的信号强度。另一个例子是定向天线，它可以集中发射或接收能量到特定方向。 天线的性能由几个关键参数决定。其中一个是频率响应，也称为带宽。天线应该在指定的频率范围内能够有效地工作。另一个参数是增益，表示 天线相对于理想的点源天线的增加或减少的能量。增益可以用于改善信号 传输和接收的效果。其他重要的参数包括波束宽度、极化方式、输入阻抗等。 天线设计的关键是通过调整天线的几何形状和尺寸来满足特定的需求。一种常见的天线类型是偶极子天线。它由两根平行的导体构成，通常以半 波长的长度排列。偶极子天线适用于宽带应用，可以在几个频段上工作。 另一种常见的天线类型是微带天线，它采用薄片状的天线元件，并用绝缘 基板支持。微带天线适用于小型设备和集成电路上的应用，可以在不同的 频率范围内工作。 天线的工作原理与物理学中的电磁波理论相关。根据麦克斯韦方程组，电磁波由电场和磁场组成，并以光速传播。当电流通过天线时，会产生电

场和磁场的变化，并以电磁波的形式辐射出去。电场和磁场的分布取决于天线的几何形状和电流分布。 天线的电磁辐射主要通过两种机制实现：辐射和导波。辐射是指电磁波以空间波的形式传播，可以远离天线和传输线。导波是指电磁波沿着天线和传输线传播，类似于输送能量的导线。在不同的频率范围内，两种机制的相对重要性会有所不同。 要理解天线的基础知识，还需要了解一些天线的相关概念。例如，VSWR（电压驻波比）是用于衡量天线和传输线之间匹配的参数，主要影响信号的传输效率。阻抗匹配也是一个重要的概念，指的是将传输线的特性阻抗与天线的输入阻抗匹配，以最大限度地传输信号。散射截面是用于描述天线在特定方向反射或散射电磁波的能力。 总之，天线是无线通信系统中至关重要的组成部分，通过将电磁波能量从传输线转移到自由空间中。天线的性能取决于各种参数，包括频率响应、增益、波束宽度等。天线设计的关键是通过调整几何形状和尺寸来满足特定的需求。天线的工作原理与电磁波理论相关，涉及电场和磁场的变化、辐射和导波等机制。了解天线的基础知识对于理解和设计无线通信系统非常重要。

天线设计中的基础知识

天线设计中的基础知识 无线通信在现代社会中已经成为了不可或缺的一部分，而天线则是无线通信的核心技术。天线设计的好坏直接影响着无线通信的质量和稳定性。本文将介绍天线设计中的基础知识。 一、天线的类型 天线的类型很多，不同的天线适用于不同的场合和需求。根据天线的结构和原理，可以将天线分为以下几类。 1.偶极子天线：偶极子天线是最常见的一种天线，它主要用于无线电通信中，广泛应用于电视天线、拉杆天线等。 2.单极天线：单极天线和偶极子天线极为相似，也称为垂直天线，通常用于低频通信。 3.反射天线：反射天线是一种折射天线，在无线电通信网络中广泛应用，最常见的形式是发射塔、电视塔等类型。

4.全向天线：全向天线适用于需要进行全方位通信的场合，比如无线通信基站。 5.定向天线：定向天线是一种方向性天线，能够集中把无线信号发射到某一方向上，适用于需要进行定向通信的场合。 二、天线的性能指标 在天线设计中，要考虑的因素较多，其主要性能指标包括以下几点。 1.增益：天线增益是指天线在某个方向上的信号强度与无指向性原点的同一方向上的信号强度之比。增益值越大，这个方向上的信号捕捉效果就越好。 2.方向性：天线的方向性指天线在某一个方向上集中发射或接收信号的能力。 3.波束宽度：波束宽度是指天线集中发射或接收信号的范围大小，一般用立体角表示。波束宽度越小，天线方向性越强。

4.驻波比：当天线在工作频段内的传输中遇到其它阻抗时，会引起信号的反射和干扰，这个指标就是反射能量和传输能量之间的比值，通常用于评价天线性能的优劣。 三、天线设计流程 天线的设计流程一般包括如下几个步骤。 1. 定义问题：明确天线设计的应用需求及要达成的目标，进行参数筛选和定义。 2. 选取天线类型：根据实际情况选取合适的天线类型。 3. 设计实现：根据天线类型的特点及要求，进行天线设计。根据需求制定天线的结构参数以及驱动功率、频率范围和增益等指标，以及阻抗、匹配网络等。 4. 仿真模拟：使用仿真软件模拟天线性能，优化天线设计。

天线基础知识

第一讲天线的基础知识 发射电磁波所用的导线，在无线电通信中一般叫做“发射天线”。高频电 磁波在空中流传，如遇着导体，就会发生感觉作用，在导体内产生高频电流，使我 们能够用导线接收来自远处的无线电信号。接收电磁波所用的导线，一般 叫做“接收天线”。任何导线都能够作为发信天线和接收天线。高频电子设 备中每一段导 线都可能向外发射电磁波，敏捷的收信机中每一段导线都可能拾取空中的 各样电磁波所以需要采纳各种的障蔽举措！免得不该有的“天线”接收到扰 乱信号！ 不一样形状、尺寸的导线在发射和接收某一频次的无线电信号时，效率相 差好多，所以要获得理想的通信成效，一定采纳适合的天线才行！天线影响 无线电通信成效的主要原由有极化方向、方向特征、阻抗般配、辐射效率和 频带宽度等。 天线的输入阻抗 输入阻抗是天线馈电端输入电压与输入电流的比值。天线与馈线的连结，最正确情况是天线输入阻 抗是纯电阻且等于馈线的特征阻抗，这时馈线终端没有功率反 射，馈线上没有驻波，天线的输入阻抗随频次的变化比较缓和。天线的般配工作就是除去天线输入 阻抗中的电抗重量，使电阻重量尽可能地凑近馈线的特征阻 抗。般配的好坏一般用四个参数来权衡即反射系数，行波系数，驻波比和回波消耗，四个参数之间 有固定的数值关系，使用那一个纯出于习惯。在我们平时保护 中，用的许多的是驻波比和回波消耗。一般挪动通信天线的输入阻抗为50Ω。 驻波比：它是行波系数的倒数，其值在1到无量大之间。驻波比为1，表示完整般配；驻波比为无 量大表示全反射，完整失配。在挪动通信系统中，一般要求驻波比小于，但实质应用中VSWR应小于。 过大的驻波比会减小基站的覆盖并造成系统内扰乱加大，影响基站的服务性能。 2.回波消耗：它是反射系数绝对值的倒数，以分贝值表示。回波消耗的值在 0dB 3.的到无量大之间，回波消耗越大表示般配越差，回波消耗越大表示般配越好。

天线知识点总结

天线知识点总结 天线是电子设备中最基本的元件之一，它能够将电磁波转换为电信号或者将电信号转 换为电磁波，是广泛应用在通讯、雷达、导航、电视等领域的不可或缺的元器件。本文将 简要介绍一些天线的相关知识点。 1. 天线的基础理论 - 反射、辐射以及电磁波的特性 天线的工作原理基于电磁波的传播特性及其与天线之间的相互作用。天线通过反射、 辐射等方式将电磁波与电信号进行转换，因此温度、介质、空气湿度等环境因素都会对天 线的性能产生影响。 2. 天线的类型 - 主动、被动及扫描式天线 天线可以根据其在电路中的位置和作用方式分为主动和被动两种类型。主动天线通常 带有放大器来增加信号强度，而被动天线则不带放大器。此外，扫描式天线可以通过旋转、摆动等方式改变辐射方向，以实现扫描覆盖目标区域的效果。 3. 天线的指标 - 增益、方向性、VSWR、带宽等 天线的性能可由其各种指标来描述，其中增益、方向性、VSWR、带宽等是较为重要的 指标。增益是天线的辐射能力，方向性是天线辐射能力随方向变化的能力，VSWR是天线对来自外部信号反射时的反射率指标，带宽则是天线能够工作的频率范围。 4. 天线的尺寸 - λ/2、λ/4、全波长天线等 天线的尺寸与工作频率密切相关，常见的天线长度有λ/2、λ/4、全波长天线等。 λ/2天线通常用于VHF和UHF频段，λ/4天线适用于较低频段，全波长天线则通常用于HF 等较低频段。 5. 天线的应用 - 通讯、雷达、导航、电视等 天线在通讯、雷达、导航、电视等领域都有广泛的应用。不同应用场景对天线的要求 不同，例如通讯领域需要天线具有良好的增益和方向性，而雷达和导航领域则需要具有较 高的扫描速度和快速响应能力。 6. 天线的制作和测试 - PCB天线、红外按摩仪等 天线的制作和测试涉及到复杂的技术和设备，常用的制作方法包括PCB天线、红外按 摩仪等。测试方法则通常包括VSWR测试、增益测试、方向性测试等。 7. 天线的未来发展趋势 - 新材料、智能化、多功能化等

天线基础知识(馈电原理)概要

目录315.2 天线安装. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 5.1 天线支架安装. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 5 天线的安装. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294.2 实际运用. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 4.1 天线倾角设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 4 天线倾角规划. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213.2 各种无线环境下的天线选择原则. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 3.1 各种天线的应用原则. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 3 天线选型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.3 智能天线. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.2 赋形波束技术. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.1 天线分集技术. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2 天线技术. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81.5 天线的种类. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.4 天线其它技术指标. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.3 极化. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.2 方向图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.1 天线增益. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3