天線是無線傳輸必不可少的部分，除了我們用光纖、電纜、網線等傳輸有線信號，只要是在空中使用電磁波傳播的信號，均需要各種形式的天線。

天線的基本原理

天線的基本原理就是高頻電流在其周圍產生變化的電場和磁場，根據麥克斯韋電磁場理論，“變化的電場產生磁場，變化的磁場產生電場”，這樣不斷激發下去，就實現了無線信號的傳播。

1 移動基站天線的發展史

2 電磁波傳播基礎知識

無線電波的定義

無線電波是一種信號和能量的傳播形式，在傳播過程中，電場和磁場在空間中相互垂直，且都垂直于傳播方向。

無線電波的傳播方向

正交特性；電生磁、磁生電。

無線電波的波長、頻率與傳播速度的關系

其中：波長 λ= C/f （式中，C為光速，f為工作頻率，λ為波長。）

在相同的介質中，不同頻率下，天線的工作波長不同。頻率越高，波長越短。

天線的電性能與電長度（波長）對應。物理長度則需要進行換算。

無線電波的極化

無線電波在空間傳播時，其電場方向是按一定的規律而變化的，這種現象稱為無線電波的極化。無線電波的極化是由電場矢量在空間運動的軌跡確定的。如果電波的電場方向垂直于地面，我們就稱它為垂直極化波。如果電波的電場方向與地面平行，則稱為水平極化波。

圓極化 ?<— 橢圓極化 —>線極化

左旋、右旋；垂直、水平

天線極化

是指電場矢量在空間運動的軌跡。

雙極化天線

由兩組正交的輻射單元組成。

1）互補（完備不相關。正交/90度）（規劃工作）

2）相當（平衡工作。+45/-45） （勝任工作）

3）高效（XPD 降低損耗） ? ? ? ? ? （專注工作）

多徑傳播

電波在傳播過程中，除直接傳播外，遇到障礙物（例如，山丘、森林、地面或樓房等高大建筑物），還會產生反射和繞射。因此，到達接收天線的電磁波，不僅有直射波，還有反射波，繞射波、透射波，這種現象就叫多徑傳輸。

由于多徑傳播使得信號場強分布復雜化，波動很大；也由于多徑傳輸的影響，會使電波的極化方向發生變化（扭轉），因此，有的地方信號場強增強，有的地方信號場強減弱，另外，不同的障礙物對電波的反射能力也不同 。為降低多徑傳輸效應的影響，一般采用空間分集或極化分集來接收。

空間分集：單極化天線

極化分集：雙極化天線

3 天線輻射原理

天線的定義

能夠有效地向空間某特定方向輻射電磁波或能夠有效地接收空間某特定方向來的電磁波的裝置。

天線半波振子

半波振子是天線的基本輻射單元，波長越長，天線半波振子越大。

半波振子示例：

天線輻射方向圖

用來表述天線在空間各個方向上所具有的發射和接收電磁波的能力。一般為三維輻射立體圖。

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實際評判中是其轉化成的二維平面圖形，即水平面方向圖及垂直面方向圖。

天線組成部件

同一款基站天線有多種設計方案來實現。設計方案涉及到天線的以下四部分：

1）輻射單元（對稱振子 or 貼片[陣元]）

2）反射板（底板）

3）功率分配網絡（饋電網絡）

4）封裝防護（天線罩）

? 4 天線主要性能參數

天線工作頻率

無論天線還是其他通信產品，總是在一定的頻率范圍（頻帶寬度）內工作，其取決于指標的要求。通常情況下，滿足指標要求的頻率范圍即可為天線的工作頻率。

一般來說，在工作頻帶寬度內的各個頻率點上，天線性能是有差異的。因此，在相同的指標要求下，工作頻帶越寬，天線設計難度越大。

輻射參數

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主瓣；

副瓣；

半功率波束寬度；

增益；

波束下傾角；

前后比；

交叉極化鑒別率；

上旁瓣抑制；

下零點填充；

根據天線輻射參數對網絡性能影響程度，可分類如下：

半功率波束寬度

在方向圖主瓣范圍內，相對最大輻射方向功率密度下降至一半時的角域寬度，也叫3dB波束寬度。

水平面的半功率波束寬度叫水平面波束寬度；垂直面的半功率波束寬度叫垂直波束寬度。

天線增益與波束寬度的關系：

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水平面波束寬度

每個扇區的天線在最大輻射方向偏離±60o時到達覆蓋邊緣，需要切換到相鄰扇區工作。在±60o的切換角域，方向圖電平應該有一個合理的下降。電平下降太多時，在切換角域附近容易引起覆蓋盲區掉話；電平下降太少時，在切換角域附近覆蓋產生重疊，導致相鄰扇區干擾增加。

理論仿真和實際應用結果表明：在密集建筑的城區，由于多徑反射嚴重，為了減小相鄰扇區之間的相互干擾，在±60o的電平下降至-10dB左右為好,反推半功率寬度約為65o；而在空曠的郊區，由于多徑反射少，為了確保覆蓋良好，在±60o的電平下降至-6dB 左右為好，反推半功率寬度約為90o。

水平面波束寬度、波束偏斜及方向圖一致性決定了覆蓋區方位向的性能好壞。

多徑反射傳播：

P ~~ 1/R^n

n = 2~4

±60o電平設計：

------------------

市區 n=3~3.5

9~10.5dB 下降

郊野：n=2

6 dB 下降

垂直面波束寬度及電下傾角精度

決定了網絡覆蓋區中距離向性能的好壞。

觀察下圖的垂直面方向圖。波束應該適當下傾，下傾角度最好使得最大輻射指向圖 中目標服務區的邊緣。如果下傾太多（黃色），服務區遠端的覆蓋電平會急劇下降；如果下傾太少，覆蓋在服務區外，且產生同頻干擾問題。

電下傾角度

最大輻射指向與天線法線的夾角。

前后比

抑制同頻干擾或導頻污染的重要指標.

通常僅需考察水平面方向圖的前后比,并特指后向±30°范圍內的最差值。

前后比指標越差，后向輻射就越大，對該天 ? ?線后面的覆蓋小區造成干擾的可能性就越大。

特殊應用中才會考察垂直面方向圖的前后比，比如基站背向區域有超高層建筑物。

天線增益

系指天線在某一規定方向上的輻射功率通量密度與參考天線（通常采用理想點源）在相同輸入功率時最大輻射功率通量密度的比值。

天線增益、方向圖和天線尺寸之關系

天線增益是用來衡量天線朝一個特定方向收發信號的能力，它是選擇基站天線重要的參數之一。

天線增益越高，方向性越好，能量越集中，波瓣越窄。

增益越高，天線長度越長。

天線增益的幾個要點:

1）天線是無源器件，不能產生能量。天線增益只是將能量有效集中向某特定方向輻射或接受電磁波的能力。

2）天線的增益由振子疊加而產生。增益越高，天線長度越長。

3）天線增益越高，方向性越好，能量越集中，波瓣越窄。

增益影響覆蓋距離指標 ,合理選擇增益！！！

提高天線增益，覆蓋的距離增大，但同時會壓窄波束寬度，導致覆蓋的均勻性變差。天線增益的選取應以波束和目標區相配為前提，為了提高增益而過分壓窄垂直面波束寬度是不可取的，只有通過優化方案，實現服務區外電平快速下降、壓低旁瓣和后瓣，降低交叉極化電平，采用低損耗、無表面波寄生輻射、低VSWR的饋電網絡等途徑來提高天線增益才是正確的。

交叉極化比

極化分集效果優劣的指標：

為了獲得良好的上行分集增益，要求雙極化天線應該具有良好的正交極化特性，即在±60o的扇形服務區內，交叉極化方向圖電平應該比相應角度上的主極化電平有明顯的降低，其差別（交叉極化比）在最大輻射方向應大15dB，在±60o內應大于10dB，最低門檻也應該大于7dB，如圖所示。如此，才可以認為兩個極化接收到的信號互不相關。

副瓣抑制

抑制同頻干擾或導頻污染的輔助指標

對于城區建筑物密集的應用場景，一方面因通信容量大要求縮小蜂窩，另一方面因樓房遮擋和多徑反射，難以實現大距離覆蓋。通常采用增益13~15dBi的低增益天線，大下傾角做微蜂窩覆蓋，從而，主波束的上側第一、二旁瓣指向前方同頻小區的可能性很大，這就要求在設計天線時，設法對上旁瓣進行抑制，從而降低干擾。

下零點填充

在某些特殊場景有限減少盲點的輔助指標

在天線設計時，對下零點進行適當填充，就可能減少掉話率。但零點填充要適可而止，當對零點填充要求較高時，增益損失較大，得不償失。對于低增益天線，由于波瓣較寬，應用時通常下傾角較大，下旁瓣不參與覆蓋，不需要進行零點填充。

多徑的影響，導致近距離零點效應不明顯或者消失。

方向圖圓度

評估全向天線均勻覆蓋效果的指標

僅需考察水平面方向圖的圓度。評估舉例：指標為±1dB，所有頻點都需要優于該指標。

電壓駐波比

電壓駐波比（VSWR）：為傳輸線上的電壓最大值與電壓最小值之比。

當天線端口沒有反射時，就是理想匹配，駐波比為1；當天線端口全反射時，駐波比為無窮大。

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電壓駐波比是天線高效率輻射的基本指標要求。

在全頻段內考察VSWR，取最大值為指標。

評估舉例：指標為1.5，所有頻點都需要優于該指標。

隔離度

是指某一極化接收到的另一極化信號的比例。

一般指雙極化天線中兩個極化直接的隔離。

三階交調

確保天線發射的交調干擾不影響接收機的靈敏度

在全頻段內考察PIM3，取最大值為指標。

可通過交調指標反映供應商天線產品的綜合水平，特別是物料生產及裝配過程的質量控制能力。

互調干擾的必要條件：足夠強的互調信號電平+能夠落入到系統接收頻帶

天線主要參數計量單位

計量單位說明

1） dB

相對值，表征兩個量的相對大小關系，如A的功率比B的功率大或小

多少個dB時，可按10log(A功率值/B功率值）計算。

舉例：A功率值為2W，B功率值為1W，即A相比B多了一倍，換算成dB單位為：

10log(2W/1W) ≈3dB

2） dBm

表征功率絕對值的量，也可認為是以1mw功率為基準的一個比值，計算為：10log(功率值/1mw)。

舉例：功率值為10w，換算成dBm為10log(10w/1mw)=40dBm。

3） dBi及dBd

均表征天線增益的量，也是一個相對值，與dB類似，只是dBi及dBd有固定的參考基準：dBi的參考基準為全方向性理想點源，dBd的參考基準為半波振子。

舉例：0dBd=2.15dBi。

5 天線技術未來

高性能天線

面臨不斷增長的流量需求，提升網絡容量，天線技術是關鍵。由于容量大小受限于SINR，通過天線技術來提升SINR，就必須最小化扇區間干擾，最大化集中化天線輻射能量。

多波束天線技術

運用多波束天線使扇區分裂來提升容量，比如2 x 9 x 6°的18波束天線。

射頻部分和天線融合

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增益系數

天線總輸入功率的比值，稱該天線的最大增益系數。它是比天線方向性系數更全面的反映天線對總的射頻功率的有效利用程度。并用分貝數表示。可以用數學推證，天線最大增益系數等于天線方向性系數和天線效率的乘積。

天線效率

它是指天線輻射出去的功率（即有效地轉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的數值。

天線極化波

電磁波在空間傳播時，若電場矢量的方向保持固定或按一定規律旋轉，這種電磁波便叫極化波，又稱天線極化波，或偏振波。通常可分為平面極化（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成的平面稱為極化面。

垂直極化

無線電波的極化，常以大地作為標準面。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

當無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，即電場大小不變，方向隨時間變化，電場矢量末端的軌跡在垂直于傳播方向的平面上投影是一個圓時，稱為圓極化。在電場的水平分量和垂直分量振幅相等，相位相差90°或270°時，可以得到圓極化。圓極化，若極化面隨時間旋轉并與電磁波傳播方向成右螺旋關系，稱右圓極化；反之，若成左螺旋關系，稱左圓極化。

橢圓極化

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

長波天線、中波天線

是工作于長波及中波波段的發射天線或接收天線的統稱。長、中波是以地波和天波傳播的，而天波則連續反射于電離層和大地之間。根據此傳播特性，長、中波天線應能產生垂直極化的電波。在長、中波天線中，應用較廣的的有垂直型、倒L型、T型、傘型垂直接地天線。長、中波天線應有良好的地網。長、中波天線存在著許多技術上的問題，如有效高度小、輻射電阻小、效率低、通頻帶窄、方向性系數小等。為了解決這些問題，天線結構往往非常復雜，非常龐大。

短波天線

工作于短波波段的發射或接收天線，統稱為短波天線。短波主要是借助于電離層反射的天波傳播的，是現代遠距離無線電通信的重要手段之一。短波天線形式很多，其中應用最多的有對稱天線、同相水平天線、倍波天線、角型天線、V型天線、菱形天線、魚骨形天線等。和長波天線比較，短波天線的有效高度大，輻射電阻大，效率高，方向性良好，增益高，通頻帶寬。

超短波天線

工作于超短波波段的發射和接收天線稱為超短波天線。超短波主要靠空間波傳播。這種天線的形式很多，其中應用最多的有八木天線、盤錐形天線、雙錐形天線、“蝙蝠翼”電視發射天線等 。

微波天線

工作于米波、分米波、厘米波、毫米波等波段的發射或接收天線，統稱為微波天線。微波主要靠空間波傳播，為增大通信距離，天線架設較高。在微波天線中，應用較廣的有拋物面天線、喇叭拋物面天線、喇叭天線、透鏡天線、開槽天線、介質天線、潛望鏡天線等。

定向天線

定向天線是指在某一個或某幾個特定方向上發射及接收電磁波特別強，而在其它的方向上發射及接收電磁波則為零或極小的一種天線。采用定向發射天線的目的是增加輻射功率的有效利用率，增加保密性；采用定向接收天線的主要目的是增加抗干擾能力。

不定向天線

在各個方向上均勻輻射或接收電磁波的天線，稱為不定向天線，如小型通信機用的鞭狀天線等。

寬頻帶天線

方向性、阻抗和極化特性在一個很寬的波段內幾乎保持不變的天線，稱為寬頻帶天線。早期的寬頻帶天線有菱形天線、V形天線、倍波天線、盤錐形天線等，新的寬頻帶天線有對數周期天線等。

調諧天線

僅在一個很窄的頻帶內才具有預定方向性的天線，稱為調諧天線或稱調諧的定向天線。通常，調諧天線僅在它的調諧頻率附近5%的波段內，其方向性才保持不變，而在其它頻率上，方向性變化非常厲害，以致使通信遭到破壞。調諧天線不適于頻率多變的短波通信。同相水平天線、折合天線、曲折天線等均屬于調諧天線。

垂直天線

垂直天線是指與地面垂直放置的天線。它有對稱與不對稱兩種形式，而后者應用較廣。對稱垂直天線常常是中心饋電的。不對稱垂直天線則在天線底端與地面之間饋電，其最大輻射方向在高度小于1/2波長的情況下，集中在地面方向，故適應于廣播。不對稱垂直天線又稱垂直接地天線。

倒L天線

在單根水平導線的一端連接一根垂直引下線而構成的天線。因其形狀象英文字母L倒過來，故稱倒L形天線。俄文字母的Γ字正好是英文字母L的倒寫。故稱Γ型天線更方便。它是垂直接地天線的一種形式。為了提高天線的效率，它的水平部分可用幾根導線排在同一水平面上組成，這部分產生的輻射可忽略，產生輻射的是垂直部分。? 倒L天線一般用于長波通信。它的優點是結構簡單、架設方便；缺點是占地面積大、耐久性差。

T形天線

在水平導線的中央，接上一根垂直引下線，形狀象英文字母T，故稱T形天線。它是最常見的一種垂直接地的天線。它的水平部分輻射可忽略，產生輻射的是垂直部分。為了提高效率，水平部分也可用多根導線組成。T形天線的特點與倒L形天線相同。它一般用于長波和中波通信。

傘形天線

在單根垂直導線的頂部，向各個方向引下幾根傾斜的導體，這樣構成的天線形狀象張開的雨傘，故稱傘形天線。它也是垂直接地天線的一種形式。其特點和用途與倒L形、T形天線相同。

鞭狀天線

鞭狀天線是一種可彎曲的垂直桿狀天線，其長度一般為1/4或1/2波長。大多數鞭狀天線都不用地線而用地網。小型鞭狀天線常利用小型電臺的金屬外殼作地網。有時為了增大鞭狀天線的有效高度，可在鞭狀天線的頂端加一些不大的輻狀葉片或在鞭狀天線的中端加電感等。鞭狀天線可用于小型通信機、步談機、汽車收音機等。

對稱天線

兩部分長度相等而中心斷開并接以饋電的導線，可用作發射和接收天線，這樣構成的天線叫做對稱天線。因為天線有時也稱為振子，所以對稱天線又叫對稱振子，或偶極天線。總長度為半個波長的對稱振子，叫做半波振子，也叫做半波偶極天線。它是最基本的單元天線，用得也最廣泛，很多復雜天線是由它組成的。半波振子結構簡單，饋電方便，在近距離通信中應用較多。

籠形天線

是一種寬波段弱定向天線。它是把幾根導線圍成的空心圓柱體代替對稱天線中的單導線輻射體而成的，因其輻射體呈籠形，故稱籠形天線。籠形天線的工作波段寬，易于調諧。它適應于近距離的干線通信。

角形天線

屬于對稱天線的一類，但它的兩臂不排列在一條直線上，而成90°或120°角，故稱角形天線。這種天線一般是水平裝置的，它的方向性是不顯著的。為了得到寬波段特性，角形天線的雙臂也可采用籠形結構，稱角籠形天線。

折合天線

將振子彎折成相互平行的對稱天線稱為折合天線。有雙線折合天線、三線折合天線及多線折合天線幾種形式，彎折時，應使各線上各對應點的電流同相，從遠處看，整個天線如同一對稱天線。但折合天線與對稱天線比較，輻射增強。輸入阻抗增大，便于與饋線耦合。折合天線是一種調諧天線，工作頻率較窄。它在短波和超短波波段獲得廣泛應用。

V形天線

是由彼此成一角度的兩條導線組成，形狀象英文字母V的一種天線。它的終端可以開路，也可以接有電阻，其電阻的大小等于天線的特性阻抗。V形天線具有單向性，最大發射方向在分角線方向的垂直平面內。它的缺點是效率低、占地面積大。

菱形天線

是一種寬頻帶天線。它由一個水平的菱形懸掛在四根支柱上構成，菱形的一只銳角接在饋線上，另一只銳角接一與菱形天線特性阻抗相等的終端電阻。在指向終端電阻方向的垂直平面內，具有單向性。

菱形天線的優點是增益高、方向性強、使用波段寬、易于架設和維護；缺點是占地面積大。菱形天線經過變形之后，又有雙菱形天線、回授式菱形天線及折式菱形天線三種形式。菱形天線一般用于大中型短波收信電臺。

盤錐形天線

是一種超短波天線。頂部為一圓盤（即輻射體），由同軸線的心線饋電，下面為一圓錐，接同軸線的外導體。圓錐的作用與無限大的地面相似，改變圓錐的傾斜角度，就能改變天線的最大輻射方向。它有極寬的頻帶。

魚骨形天線

魚骨形天線又叫邊射天線，是一種專用短波接收天線。由在兩根集合線上每隔一定距離連接一個對稱振子組成，這些對稱振子都是經過一很小的電容器接到集合線上的。在集合線的末端，即對著通信方向的一端，接上一個與集合線特性阻抗相等的電阻，另一端則通過饋線接到接收機上。與菱形天線相比較，魚骨形天線的優點是副瓣小（也就是主瓣方向接收能力強，在其它方向接收較弱），各天線之間相互影響小，占地較小；缺點是效率低，安裝和使用均較復雜。

八木天線

又叫引向天線。它有幾根金屬棒組成，其中一根是輻射器，輻射器后面一根較長的為反射器，前面數根較短的是引向器。輻射器通常用折迭式半波振子。天線最大輻射方向與引向器的指向相同。八木天線的優點是結構簡單、輕便堅固、饋電方便；缺點頻帶窄、抗干擾性差。在超短波通信和雷達中應用。

扇形天線

它有金屬板式和金屬導線式兩種形式。其中，是扇形金屬板式，是扇形金屬導線式。這種天線由于加大了天線斷面積，所以加寬了天線頻帶。線式扇形天線可以用三根、四根或五根金屬導線。扇形天線用于超短波接收。

雙錐形天線

雙錐形天線由兩個錐頂相對的圓錐體組成，在錐頂饋電。圓錐可以用金屬面、金屬線或金屬網構成。正象籠形天線一樣，由于天線的斷面積增大，天線頻帶也隨之加寬。雙錐形天線主要用于超短波接收。

拋物面天線

拋物面天線是一種定向微波天線，由拋物面反射器和輻射器組成，輻射器裝在拋物面反射器的焦點或焦軸上。輻射器發出的電磁波經過拋物面的反射，形成方向性很強的波束。

拋物面反射器由導電性很好的金屬做成，主要有以下四種方式：旋轉拋物面、柱形拋物面、割截旋轉拋物面及橢圓形邊緣拋物面，最常用的是旋轉拋物面和柱形拋物面。輻射器一般采用半波振子、開口波導、開槽波導等。?

拋物面天線具有結構簡單、方向性強、工作頻帶較寬等優點。缺點是：由于輻射器位于拋物面反射器的電場中，因而反射器對輻射器的反作用大，天線與饋線很難得到良好匹配；背面輻射較大；防護度較差；制作精度高。在微波中繼通信、對流層散射通信、雷達及電視中廣泛應用這種天線。

喇叭拋物面天線

喇叭拋物面天線由喇叭和拋物面兩部分組成。拋物面蓋在喇叭上，而喇叭的頂點位于拋物面的焦點上。喇叭是輻射器，它向拋物面輻射電磁波，電磁波經過拋物面反射，聚焦成窄波束發射出去。? 喇叭拋物面天線的優點是：反射器對輻射器沒有反作用，輻射器對反射電波沒有遮擋作用，天線與饋電裝置匹配較好；背面輻射小；防護度較高；工作頻帶非常寬；結構簡單。喇叭拋物面天線在干線中繼通信中用的很廣泛。

喇叭天線

又稱號角天線。它是由一段均勻波導和一段截面慢慢增大的喇叭狀波導組成。喇叭天線有三種形式：扇形喇叭天線、角錐形喇叭天線及圓錐形喇叭天線。喇叭天線是最常用的微波天線之一，一般用作輻射器。其優點是工作頻帶寬；缺點是體積較大，而且就同一口徑來說，它的方向性不及拋物面天線尖銳。

喇叭透鏡天線

由喇叭及裝在喇叭口徑上的透鏡組成，故稱為喇叭透鏡天線。透鏡的原理參見透鏡天線，這種天線具有相當寬的工作頻帶，而且比拋物面天線具有更高的防護度，它在波道數較多的微波干線通信中用得很廣泛。

透鏡天線

在厘米波段，許多光學原理可以用于天線方面。在光學中，利用透鏡能使放在透鏡焦點上的點光源輻射出的球面波，經過透鏡折射后變為平面波。透鏡天線就是利用這一原理制作而成的。它由透鏡和放在透鏡焦點上的輻射器組成。透鏡天線有介質減速透鏡天線和金屬加速透鏡天線兩種。透鏡是用低損耗高頻介質制成，中間厚，四周薄。從輻射源發出的球面波經過介質透鏡時受到減速。所以球面波在透鏡中間部分受到減速的路徑長，在四周部分受到減速的路徑短。因此，球面波經過透鏡后就變成平面波，也就是說，輻射變成定向的。? 透鏡由許多塊長度不同的金屬板平行放置而成。金屬板垂直于地面，愈靠近中間的金屬板愈短。電波在平行金屬板

中傳播時受到加速。從輻射源發出的球面波經過金屬透鏡時，愈靠近透鏡邊緣，受到加速的路徑愈長，而在中間則受到加速的路徑就短。因此，經過金屬透鏡后的球面波就變成平面波。

透鏡天線具有下列優點：

1、旁瓣和后瓣小，因而方向圖較好；

2、制造透鏡的精度不高，因而制造比較方便。其缺點是效率低，結構復雜，價格昂貴。透鏡天線用于微波中繼通信中。

開槽天線

在一塊大的金屬板上開一個或幾個狹窄的槽，用同軸線或波導饋電，這樣構成的天線叫做開槽天線，也稱裂縫天線。為了得到單向輻射，金屬板的后面制成空腔，開槽直接由波導饋電。開槽天線結構簡單，沒有凸出部分，因此特別適合在高速飛機上使用。它的缺點是調諧困難。

介質天線

介質天線是一根用低損耗高頻介質材料（一般用聚苯乙烯）作成的圓棒，它的一端用同軸線或波導饋電。2是同軸線的內導體的延伸部分，形成一個振子，用以激發電磁波；3是同軸線；4是金屬套筒。套筒的作用除夾住介質棒外，更主要的是反射電磁波，從而保證由同軸線的內導體激勵電磁波，并向介質棒的自由端傳播。介質天線的優點是體積小，方向性尖銳；缺點是介質有損耗，因而效率不高。

潛望鏡天線

在微波中繼通信中，天線往往安置在很高的支架上，因此，給天線饋電就得用很長的饋線。饋線過長會產生許多困難，如結構復雜，能量損耗大，由于在饋線接頭處的能量反射而引起失真等。為了克服這些困難，可采用一種潛望鏡天線，潛望鏡天線由安置在地面上的下鏡輻射器和安裝在支架上的上鏡反射器組成。下鏡輻射器一般是拋物面天線，上鏡反射器為金屬平板。下鏡輻射器向上發射電磁波，經過金屬平板反射出去。潛望鏡天線的優點是能量損耗小、失真小、效率高。主要用于容量不大的微波中繼通信中。

螺旋天線

是一種具有螺旋形狀的天線。它由導電性能良好的金屬螺旋線組成，通常用同軸線饋電，同軸線的心線和螺旋線的一端相連接，同軸線的外導體則和接地的金屬網（或板）相連接。螺旋天線的輻射方向與螺旋線圓周長有關。當螺旋線的圓周長比一個波長小很多時，輻射最強的方向垂直于螺旋軸；當螺旋線圓周長為一個波長的數量級時，最強輻射出現在螺旋旋軸方向上。

天線調諧器

連接發射機與天線的一種阻抗匹配網絡，叫做天線調諧器。天線輸入阻抗隨頻率而發生很大的變化，而發射機輸出阻抗是一定的，若發射機與天線直接連接，當發射機頻率改變時，發射機與天線之間阻抗不匹配，就會降低輻射功率。使用天線調諧器，就能使發射機與天線之間阻抗匹配，從而使天線在任何頻率上有最大的輻射功率。天線調諧器廣泛用于地面、車載、艦載及航空短波電臺中。

對數周期天線

是一種寬頻帶天線，或者說是一種與頻率無關的天線。其中，是一種簡單的對數周期天線，它的偶極子長度和間隔符合下列關系：τ偶極子由一均勻雙線傳輸線來饋電，傳輸線在相鄰偶極子之間要調換位置。

這種天線有一個特點：凡在f頻率上具有的特性，在由τ?f給出的一切頻率上將重復出現，其中n為整數。這些頻率畫在對數尺上都是等間隔的，而周期等于τ的對數。對數周期天線之稱即由此而來。對數周期天線只是周期地重復輻射圖和阻抗特性。但是這樣結構的天線，若τ不是遠小于1，則它的特性在一個周期內的變化是十分小的，因而基本上是與頻率無關的。??

對數周期天線種類很多，有對數周期偶極天線和單極天線、對數周期諧振V形天線、對數周期螺旋天線等形式，其中最普遍的是對數周期偶極天線。這些天線廣泛地用于短波及短波以上的波段。

編輯：黃飛

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