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天线发展史

最早的发射天线是H.R赫兹在1887年为了验证J.

C.麦克斯韦根据理论推导所作关于存在电磁波的预言而设计的。它是两个约为

30厘米长、位于一直线上的金属杆，其远离的两端分别与两个约40厘米2

的正方形金属板相连接，靠近的两端分别连接两个金属球并接到一个感应线圈的两

端，利用金属球之间的火花放电来产生振荡。当时，赫兹用的接收天线是单圈金属

方形环状天线，根据方环端点之间空隙出现火花来指示收到了信号。

G.马可尼是第一个采用大型天线实现远洋通信的，所用的发射天线由30根下垂

铜线组成，顶部用水平横线连在一起，横线挂在两个支持塔上。这是人类真正付之

实用的第一副天线。自从这副天线产生以后，天线的发展大致分为四个历史时期.

①线天线时期:

在无线电获得应用的最初时期，真空管振荡器尚未发明，人们认为波长越长，

传播中衰减越小。因此，为了实现远距离通信，所利用的波长都在1000米以上。

在这一波段中，显然水平天线是不合适的，因为大地中的镜像电流和天线电流方向

相反，天线辐射很小。此外，它所产生的水平极化波沿地面传播时衰减很大。因

此，在这一时期应用的是各种不对称天线，如倒L形、T形、伞形

天线等。由于高度受到结构上的限制，这些天线的尺寸比波长小很多，因而是属于电

小天线的范畴。后来，业余无线电爱好者发现短波能传播很远的距离，

A.E.肯内利和0.亥维赛发现了电离层的存在和它对短波的反射作用，从而开辟

了短波波段和中波波段领域。这时，天线尺寸可以与波长相比拟，促进了天线的顺

利发展。

这一时期除抗衰落的塔式广播天线外，还设计出各种水平天线和各种天线阵，

采用的典型天线有：

偶极天线（见对称天线）、环形天线、长导线天线、同相水平天线、八木天线

（见八木-宇田天线）、菱形天线和鱼骨形天线等。这些天线比初期的长波天线有

较高的增益、较强的方向性和较宽的频带，后来一直得到使用并经过不断改进。在

这一时期，天线的理论工作也得到了发展。H.

C.波克林顿在1897年建立了线天线的积分方程，证明了细线天线上的电流

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近似正弦分布。由于数学上的困难，他并未解出这一方程。后来

E.海伦利用3函数源来激励对称天线得到积分方程的解。同时，

A.A•皮斯托尔哥尔斯提出了计算线天线阻抗的感应电动势法和二重性原理。

R.W.P金继海伦之后又对线天线作了大量理论研究和计算工作。将对称天线作为边

值问题并用分离变量法来求解的有S.

A.xx诺夫、H.xx尔特、J.

A.斯特拉顿和xx等。

②面天线时期：

虽然早在1888年赫兹就首先使用了抛物柱面天线，但由于没有相应的振荡

源，一直到30年代才随着微波电子管的出现陆续研制出各种面天线。这时已有类

比于声学方法的喇叭天线、类比于光学方法的抛物反射面天线和透镜天线等。这些

天线利用波的扩散、干涉、反射、折射和聚焦等原理获得窄波束和高增益。第二次

世界大战期间出现了雷达，大大促进了微波技术的发展。为了迅速捕捉目标，研制

出了波束扫描天线，利用金属波导和介质波导研制出波导缝隙天线和介质棒天线以

及由它们组成的天线阵。在面天线基本理论方面，建立了几何光学法，物理光学法

和口径场法等理论。当时，由于战时的迫切需要，天线的理论还不够完善。天线的

实验研究成了研制新型天线的重要手段，建立了测试条件和误差分析等概念，提出

了现场测量和模型测量等方法（见天线参量测量）。在面天线有较大发展的同时，

线天线理论和技术也有所发展，如阵列天线的综合方法等。

③从第二次世界大战结束到50年代末期：微波中继通信、对流层散射通信、

射电天文和电视广播等工程技术的天线

设备有了很大发展，建立了大型反射面天线。这时出现了分析天线公差的统计理

论，发展了天线阵列的综合理论等。1957年美国研制成第一部靶场精密跟踪雷达