天線傳播原理、作用及分類

天線輻射電磁波的原理

導線載有交變電流時，就會輻射電磁波，其輻射能力與導線的長短和形狀有關。若兩導線的距離很近，電場被束縛在兩導線之間，因而輻射很微弱；将兩導線張開，電場就散播在周圍空間，因而輻射增強。當導線的長度遠小于輻射電磁波的波長 ，輻射很微弱；當導線的長度可與輻射的電磁波波長相比拟時，導線上的電流就大大增加，形成較強的輻射。通常将上述能産生顯著輻射的直導線稱為振子，振子就是一個簡單的天線。

電磁波的發射和接收都要通過天線來實作。發射電磁波時，天線将電路中的高頻電流或饋電傳輸線上的導行波有效地轉換成某種極化的空間電磁波，向規定的方向發射出去；接收電磁波時，則将來自空間特定方向的某種極化的電磁波有效地轉換為電路中的高頻電流或傳輸線上的導行波。

天線的接收和發射是互易的。根據電磁學中的互易原理可以證明，隻要天線和饋電網絡中不含非線性器件(如鐵氧體器件)，同一副天線用作發射和接收時，其基本特性保持不變。是以，在分析接收天線的特性時，可以采用分析發射天線的方法。

天線有以下四個方面的作用：

(1) 能量轉換

對于發射天線，天線應将電路中的高頻電流能量或傳輸線上的導行波能量盡可能多地轉換為空間的電磁波能量輻射出去。對于接收天線，天線應将接收的電磁波能量最大限度地轉換為電路中的高頻電流能量輸送到接收機。這就要求天線與發射機源或與接收機負載盡可能好的比對。一副好的天線,就是一個好的能量轉換器。

(2) 定向輻射或接收

對于發射天線,輻射的電磁波能量應盡可能集中在指定的方向上，而在其它方向不輻射或輻射很弱。對于接收天線，隻接收來自指定方向上的的電磁波，在其它方向接收能力很弱或不接收。

雷達的任務是搜尋和跟蹤特定的目标。如果雷達天線不具有尖銳的方向性，就無法辨識和測定目标的位置。而且如果天線沒有方向性，或方向性弱，對發射天線來說，它所輻射的能量中隻有一少部分到達指定方向，大部分能量浪費在不需要的方向上。對接收天線來說，在接收到所需要信号的同時，還将接收到來自其它方向的幹擾信号或噪聲信号，緻使所需信号完全淹沒在幹擾和噪聲中。是以，好的天線應該具有完成某種任務而要求的方向性。

如果我們要接收衛星電視等信号，由于距離遠，則必須采用定向性好，增益很高的天線，如旋轉抛物面天線、卡塞格侖天線、陣列天線等。

(3) 極化

天線發射或接收的是規定極化的電磁波。例如一個垂直極化的天線，不能接收水準極化的來波，反之亦然；一個左旋圓極化的天線不能接收右旋圓極化的電磁波，反之亦然。用一個圓極化的天線對線極化的來波，将有一半能量損失。

(4) 頻帶寬度

任何天線都有一定的工作頻帶。在這個頻帶範圍之外就沒有相應的作用了。

2.天線的分類

按工作性質可分為發射天線、接收天線和收發共用天線。

按用途可分為通信天線、廣播天線、電視天線、雷達天線、導航天線、測向天線等。

按天線特性分類：

• 從方向性分：有強方向性天線、弱方向性天線、定向天線、全向天線、針狀波束天線、扇形波束天線等。
• 從極化特性分：有線極化天線、圓極化天線和橢圓極化天線。線極化天線又分為垂直極化和水準極化天線。
• 從頻帶特性分： 有窄頻帶天線、寬頻帶天線和超寬頻帶天線。

按天線上電流分布可分為行波天線、駐波天線。

按使用波段可分為長波、超長波天線、中波天線、短波天線、超短波天線和微波天線。

按載體可分為車載天線、機載天線、星載天線、彈載天線等。

按天線外形可分為鞭狀天線、T 形天線、Γ形天線、V 形天線、菱形天線、環天線、螺旋天線、波導口天線、波導縫隙天線、喇叭天線、反射面天線等。

另外,還有八木天線、對數周期天線、陣列天線。陣列天線又有直線陣天線、平面陣天線、附在某些載體表面的共形陣列天線等。