通信人必知的天線知識(shí)都在此 5G時(shí)代誰(shuí)將是大功臣？

天線是一種變換器，它把傳輸線上傳播的導(dǎo)行波，變換成在無(wú)界媒介（通常是自由空間）中傳播的電磁波，或者進(jìn)行相反的變換。在無(wú)線電設(shè)備中用來(lái)發(fā)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(shù)。它是比天線方向性系數(shù)更全面的反映天線對(duì)總的射頻功率的有效利用程度。并用分貝數(shù)表示?？梢杂脭?shù)學(xué)推證，天線最大增益系數(shù)等于天線方向性系數(shù)和天線效率的乘積。

天線是由俄國(guó)科學(xué)家波波夫發(fā)明的。

1888年，29歲的波波夫得知德國(guó)著名物理學(xué)家赫茲發(fā)現(xiàn)電磁波的消息后，這位曾經(jīng)立志推廣電燈的年輕科學(xué)家對(duì)朋友們說(shuō)：“我用畢生的精力去安裝電燈，對(duì)于廣闊的俄羅斯來(lái)說(shuō)，只不過(guò)照亮了很小的一角：假如我能指揮磁波，那就可以飛越整個(gè)世界！”

于是，他埋頭研究，向新的目標(biāo)發(fā)起了沖擊。

1894年，波波夫制成了一臺(tái)無(wú)線電接收機(jī)。這臺(tái)接收機(jī)的核心部分用的是改進(jìn)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(gè)電磁繼電器帶動(dòng)，當(dāng)金屬屑檢波器檢測(cè)到電磁波時(shí)，繼電器接通電源，電鈴就響起來(lái)。

有一次，波波夫在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，接收機(jī)檢測(cè)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(lái)查去，一直找不出原因。

一天，波波夫無(wú)意之中發(fā)現(xiàn)一根導(dǎo)線搭在金屬屑檢波器上。他把導(dǎo)線拿開(kāi)，電鈴便不響了;他把實(shí)驗(yàn)距離縮小到原來(lái)那么近，電鈴又響了起來(lái)。

波波夫喜出望外，連忙把導(dǎo)線接到金屬屑檢波器的一頭，并把檢波器的另一頭接上。經(jīng)過(guò)再次試驗(yàn)，結(jié)果表明使用天線后，信號(hào)傳遞距離劇增。

無(wú)線電天線由此而問(wèn)世。

1、按工作性質(zhì)可分為 發(fā)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(dá)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(zhǎng)可分為超長(zhǎng)波天線、長(zhǎng)波天線、中波天線、 短波天線、 超短波天線、 微波天線等;

5、按結(jié)構(gòu)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(shù)、增益、輸入阻抗、輻射效率、極化和頻寬;

6、按維數(shù)來(lái)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(jī)上用到的直線，或者是一些靈巧的形狀，就像出現(xiàn)電纜之前在電視機(jī)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(jù) 使用場(chǎng)合的不同可以分為：手持臺(tái)天線、車載天線、基地天線三大類。

手持臺(tái)天線：就是個(gè)人使用 手持對(duì)講機(jī)的天線，常見(jiàn)的有橡膠天線和拉桿天線兩大類。

車載天線：是指原設(shè)計(jì)安裝在車輛上通訊天線，最常見(jiàn)應(yīng)用最普遍的是吸 盤(pán)天線。車載天線結(jié)構(gòu)上也有縮短型、四分之一波長(zhǎng)、中部加感型、八分之五波長(zhǎng)、雙二分之一波長(zhǎng)等形式的天線。

基地臺(tái)天線：在整個(gè)通訊系統(tǒng)中具有非常關(guān)鍵的作用，尤其是作為通訊樞紐的通信臺(tái)站。常用的基地臺(tái)天線有玻璃鋼高增益天線、四環(huán)陣天線（八環(huán)陣天線）、定向天線。

一些指標(biāo)：

天線效率

它是指天線輻射出去的功率（即有效地轉(zhuǎn)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(shù)值。

天線極化波

電磁波在空間傳播時(shí)，若電場(chǎng)矢量的方向保持固定或按一定規(guī)律旋轉(zhuǎn)，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(chǎng)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(gòu)成的平面稱為極化面。

垂直極化

無(wú)線電波的極化，常以大地作為標(biāo)準(zhǔn)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(duì)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(dāng)無(wú)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(chǎng)大小不變，方向隨時(shí)間變化，電場(chǎng)矢量末端的軌跡在垂直于傳播方向的平面上投影是一個(gè)圓時(shí)，稱為圓極化。在電場(chǎng)的水平分量和垂直分量振幅相等，相位相差90°或270°時(shí)，可以得到圓極化。圓極化，若極化面隨時(shí)間旋轉(zhuǎn)并與電磁波傳播方向成右螺旋關(guān)系，稱右圓極化;反之，若成左螺旋關(guān)系，稱左圓極化。

橢圓極化

若無(wú)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(chǎng)矢量末端的軌跡在垂直于傳播方向的平面上投影是一個(gè)橢圓時(shí)，稱為橢圓極化。當(dāng)電場(chǎng)垂直分量和水平分量的振幅和相位具有任意值時(shí)（兩分量相等時(shí)例外），均可得到橢圓極化。