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天线发展简史

天线是无线电通信、无线电广播、无线电导航、雷达、遥测遥控等各种无

线电系统中不可缺少的设备。从天线发明至今经历了１00多年的时间。纵观天

线的发展,其大致可分为三个历史阶段。

第一阶段：线天线时期(19世纪末至2０世纪30年代初)

第一个天线是德国物理学家在18８７年为验证英国数学家及物理学家麦克

斯韦预言的电磁波而设计的。其发射天线是两根3０ｃm长的金属杆，杆的终端

连接两块40cm见方的金属板，采用火花放电激励电磁波，接收天线是环天线。

此外,1888年赫兹还用锌片制作了一个抛物柱面反射器天线，它由沿着焦线放置

的振子馈电，工作在455MＨｚ。

１901年,意大利发明家马可尼(1８7４－193７）采用一种大型天线实现了

远洋通信，其发射天线为50根下垂铜线组成的扇形结构，顶部用水平横线连在

一起，横线挂在两个高150英尺,相距２0０英尺的塔上，电火花放电式发射机接

在天线和地之间。这可认为是付诸实用的第一副单极天线。

早期无线电的主要应用是长波远洋通信,因此天线的发展也主要集中在长

波波段上。自1925年以后,中、短波无线电广播和通信开始实际应用,各种中、短

波天线得到迅速发展。

第二阶段：面天线时期(2０世纪３0年代初至50年代末）

二战前夕，微波速调管和磁控管的发明,导致了微波雷达的出现，厘米波得

以普及,无线电频谱才得到更为充分的利用。这一时期广泛采用了抛物面天线或

其他形式的反射面天线,这些天线都是面天线或称口径天线。此外,还出现了波导

缝隙天线、介质棒天线、螺旋天线等。194０年后有关长、中、短波线状天线的

理论基本成熟，主要的天线形式沿用至今。第二次世界大战中，雷达的应用促进

了微波天线特别是反射面天线的发展,微波中继通信、散射通信、电视广播的迅

速发展，使面天线和线天线技术进一步得到发展、提高。这时期建立了口径天线

和基本理论,如几何光学、口径场法等，发明了天线测试技术，开发了天线阵的

综合技术。

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第三阶段:大发展时期(20世纪50年代至今)

１957年人造地球卫星上天标志着人类进入了开发宇宙的新时代,也对天线

提出了许多新的要求,出现了许多新型天线。这些新的高要求如：高增益、精密

跟踪、快速扫描、宽频带、低旁瓣等。同时,电子计算机、微电子技术和现代材

料的进展又为天线理论与技术的发展提供了必要的基础。1957年，美国制成了

用于精密跟踪雷达AN／FPS-16的单脉冲天线。1963年出现了高效率的双模喇叭

馈源,1966年发明了波纹喇叭，１9６8年制成了高功率相控阵雷达AＮ／FPＳ－

８5。197２年制成了第一批实用微带天线,并作为火箭和导弹的共形天线开始了

应用。

近年来还出现了分形天线等小型化天线形式。

随着天线应用的发展,天线理论也在不断发展。早期对天线的计算方法是先

根据传输线理论假设天线上的电流分布，然后由矢量位求其辐射场,由玻印廷矢

量在空间积分求其辐射功率,从而求出辐射电阻。自２0世纪30年代中期开始，

为了较精确地求出天线上的电流分布及输入阻抗,很多人从边值问题的角度来研

究典型的对称振子天线,提出用积分方程法来求解天线上的电流分布。2