天线传播原理、作用及分类

天线辐射电磁波的原理

导线载有交变电流时，就会辐射电磁波，其辐射能力与导线的长短和形状有关。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，电场就散播在周围空间，因而辐射增强。当导线的长度远小于辐射电磁波的波长 ，辐射很微弱；当导线的长度可与辐射的电磁波波长相比拟时，导线上的电流就大大增加，形成较强的辐射。通常将上述能产生显著辐射的直导线称为振子，振子就是一个简单的天线。 电磁波的发射和接收都要通过天线来实现。发射电磁波时，天线将电路中的高频电流或馈电传输线上的导行波有效地转换成某种极化的空间电磁波，向规定的方向发射出去；接收电磁波时，则将来自空间特定方向的某种极化的电磁波有效地转换为电路中的高频电流或传输线上的导行波。

天线的接收和发射是互易的。根据电磁学中的互易原理可以证明，只要天线和馈电网络中不含非线性器件(如铁氧体器件)，同一副天线用作发射和接收时，其基本特性保持不变。因此，在分析接收天线的特性时，可以采用分析发射天线的方法。

天线有以下四个方面的作用：

(1) 能量转换 对于发射天线，天线应将电路中的高频电流能量或传输线上的导行波能量尽可能多地转换为空间的电磁波能量辐射出去。对于接收天线，天线应将接收的电磁波能量最大限度地转换为电路中的高频电流能量输送到接收机。这就要求天线与发射机源或与接收机负载尽可能好的匹配。一副好的天线,就是一个好的能量转换器。

(2) 定向辐射或接收 对于发射天线,辐射的电磁波能量应尽可能集中在指定的方向上，而在其它方向不辐射或辐射很弱。对于接收天线，只接收来自指定方向上的的电磁波，在其它方向接收能力很弱或不接收。

雷达的任务是搜索和跟踪特定的目标。如果雷达天线不具有尖锐的方向性，就无法辨别和测定目标的位置。而且如果天线没有方向性，或方向性弱，对发射天线来说，它所辐射的能量中只有一少部分到达指定方向，大部分能量浪费在不需要的方向上。对接收天线来说，在接收到所需要信号的同时，还将接收到来自其它方向的干扰信号或噪声信号，致使所需信号完全淹没在干扰和噪声中。因此，好的天线应该具有完成某种任务而要求的方向性。

如果我们要接收卫星电视等信号，由于距离远，则必须采用定向性好，增益很高的天线，如旋转抛物面天线、卡塞格仑天线、阵列天线等。

(3) 极化 天线发射或接收的是规定极化的电磁波。例如一个垂直极化的天线，不能接收水平极化的来波，反之亦然；一个左旋圆极化的天线不能接收右旋圆极化的电磁波，反之亦然。用一个圆极化的天线对线极化的来波，将有一半能量损失。

(4) 频带宽度 任何天线都有一定的工作频带。在这个频带范围之外就没有相应的作用了。 2.天线的分类 按工作性质可分为发射天线、接收天线和收发共用天线。

按用途可分为通信天线、广播天线、电视天线、雷达天线、导航天线、测向天线等。

按天线特性分类：

从方向性分：有强方向性天线、弱方向性天线、定向天线、全向天线、针状波束天线、扇形波束天线等。

从极化特性分：有线极化天线、圆极化天线和椭圆极化天线。线极化天线又分为垂直极化和水平极化天线。

从频带特性分： 有窄频带天线、宽频带天线和超宽频带天线。

按天线上电流分布可分为行波天线、驻波天线。

按使用波段可分为长波、超长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线和微波天线。

按载体可分为车载天线、机载天线、星载天线、弹载天线等。

按天线外形可分为鞭状天线、T 形天线、Γ形天线、V 形天线、菱形天线、环天线、螺旋天线、波导口天线、波导缝隙天线、喇叭天线、反射面天线等。

另外,还有八木天线、对数周期天线、阵列天线。阵列天线又有直线阵天线、平面阵天线、附在某些载体表面的共形阵列天线等。

从便于分析和研究天线的性能出发，可以将大部分天线按其结构形式分为两大类：一类是由金属导线构成的线天线，一类是由尺寸远大于波长的金属面或口径面构成的面状天线，简称口面天线。此外还有一类特殊的介质天线。

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