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天天线线基基本本知知识识（（快快速速⼊⼊门门））

天线基本知识

6.1天线

6.1.1天线的作⽤与地位

⽆线电发射机输出的射频信号功率，过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后，

由天线接下来（仅仅接收很⼩很⼩⼀部分功率），并过馈线送到⽆线电接收机。可见，天线是发射和接收电磁波的⼀个重要

的⽆线电设备，没有天线也就没有⽆线电信。

天线品种繁多，以供不同频率、不同⽤途、不同场合、不同要求等不同情况下使⽤。

对于众多品种的天线，进⾏适当的分类是必要的：

按⽤途分类，可分为信天线、电视天线、雷达天线等；按⼯作频段分类，可分为短波天线、超短波天线、微波天线等；按⽅

向性分类，可分为全向天线、定向天线等；按外形分类，可分为线状天线、⾯状天线等；等等分类。

6.1.2对称振⼦

对称振⼦是⼀种经典的、迄今为⽌使⽤最⼴泛的天线，单个半波对称振⼦可简单地单独⽴地使⽤或⽤作为抛物⾯天线的馈源，

也可采⽤多个半波对称振⼦组成天线阵。

两臂长度相等的振⼦叫做对称振⼦。每臂长度为四分之⼀波长、全长为⼆分之⼀波长的振⼦，称半波对称振⼦,见图1.2a。

另外，还有⼀种异型半波对称振⼦，可看成是将全波对称振⼦折合成⼀个窄长的矩形框，并把全波对称振⼦的两个端点相叠，

这个窄长的矩形框称为折合振⼦，注意，折合振⼦的长度也是为⼆分之⼀波长，故称为半波折合振⼦,见图1.2b。

6.1.3天线⽅向性的讨论

1天线⽅向性

发射天线的基本功能之⼀是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去，基本功能之⼆是把⼤部

分能量朝所需的⽅向辐射。垂直放置的半波对称振⼦具有平放的“⾯包圈”形的⽴体⽅向图（图1.3.1a）。⽴体⽅向图虽然⽴体

感强，但绘制困难，图1.3.1b与图1.3.1c给出了它的两个主平⾯⽅向图，平⾯⽅向图描述天线在某指定平⾯上的⽅向性。从

图1.3.1b可以看出，在振⼦的轴线⽅向上辐射为零，最⼤辐射⽅向在⽔平⾯上；⽽从图1.3.1c可以看出，在⽔平⾯上各个⽅

向上的辐射⼀样⼤。

2天线⽅向性增强

若⼲个对称振⼦组阵，能够控制辐射，产⽣“扁平的⾯包圈”，把信号进⼀步集中到在⽔平⾯⽅向上。下图是4个半波对称振⼦

沿垂线上下排列成⼀个垂直四元阵时的⽴体⽅向图和垂直⾯⽅向图。

也可以利⽤反射板可把辐射能控制到单侧⽅向

平⾯反射板放在阵列的⼀边构成扇形区覆盖天线。下⾯的⽔平⾯⽅向图说明了反射⾯的作⽤--反射⾯把功率反射到单侧⽅向，

提⾼了增益。天线的基本知识全向阵（垂直阵列不带平⾯反射板）。

抛物反射⾯的使⽤，更能使天线的辐射，像光学中的探照灯那样，把能量集中到⼀个⼩⽴体⾓内，从⽽获得很⾼的增益。不⾔

⽽喻，抛物⾯天线的构成包括两个基本要素：抛物反射⾯和放置在抛物⾯焦点上的辐射源。

3增益

增益是指：在输⼊功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同⼀点处所产⽣的信

号的功率密度之⽐。它定量地描述⼀个天线把输⼊功率集中辐射的程度。增益显然与天线⽅向图有密切的关系，⽅向图主瓣越

窄，副瓣越⼩，增益越⾼。可以这样来理解增益的物理

含义为在⼀定的距离上的某点处产⽣⼀定⼤⼩的信号。

如果⽤理想的⽆⽅向性点源作为发射天线，需要100W的输⼊功率，⽽⽤增益为G=13dB=20的某定向天线作为发射天线

时，输⼊功率只需100/20=5W.换⾔之，某天线的增益，就其最⼤辐射⽅向上的辐射效果来说，与⽆⽅向性的理想点源相

⽐，把输⼊功率放⼤的倍数。半波对称振⼦的增益为G=2.15dBi;4个半波对称振⼦沿垂线上下排列，构成⼀个垂直四元阵，

其增益约为G=8.15dBi(dBi这个单位表⽰⽐较对象是各向均匀辐射的理想点源)。

如果以半波对称振⼦作⽐较对象，则增益的单位是dBd。

半波对称振⼦的增益为G=0dBd（因为是⾃⼰跟⾃⼰⽐，⽐值为1，取对数得零值。）；垂直四元阵，其增益约为G=8.15–

2.15=6dB。.

4波瓣宽度

⽅向图常都有两个或多个瓣，其中辐射强度最⼤的瓣称为主瓣，其余的瓣称为副瓣或旁瓣。参见图1.3.4a,在主瓣最⼤辐射

⽅向两侧，辐射强度降低3dB（功率密度降低⼀半）的两点间的夹⾓定义为波瓣宽度（⼜称波束宽度或主瓣宽度或半功率

⾓）。波瓣宽度越窄，⽅向性越好，作⽤距离越远，抗⼲扰能⼒越强。

还有⼀种波瓣宽度，即10dB波瓣宽度，顾名思义它是⽅向图中辐射强度降低10dB（功率密

度降⾄⼗分之⼀）的两个点间的夹⾓，见图1.3.4b.

5前后⽐