天线是一种用于发射或接收
无线电的电子元件,广泛应用于广播、电视、点对点无线电通信、雷达和太空探索等领域。无论在空气中还是在
外层空间,甚至是水下和特定频率下的土壤和岩石环境中,天线都能发挥作用。从物理学角度来看,天线是由一组或多组
导体组成的结构,能够通过施加的时变电压或电流产生辐射的
电磁场,或者将其置于电磁场中,从而在其内部产生时变电流并在终端产生时变电压。
天线可以根据其在特定三维平面上的辐射模式分为两类:全向天线和定向天线。前者在平面内均匀辐射,而后者则在特定方向上有更强的方向性。此外,天线的设计还可以通过添加单元、改变单元长度、间距和方位等方式来实现特定的辐射特性,如八木天线。天线阵列则是由大量有源天线共同作用形成的定向辐射结构。
天线的性能受到多个关键参数的影响,包括谐振频率、阻抗、增益、孔径或辐射方向图、极化、效率和带宽等。其中,谐振频率与天线的电长度有关,增益反映了天线在最强辐射方向的辐射能力,带宽决定了天线的有效工作频率范围,而阻抗则涉及到天线系统的能量传输效率。
垂直天线本质上是一种偶极子天线,由两根1/4波长的导体组成,总长度为半波长。当这两根导体垂直于地面布置时,便形成了垂直天线。不对称垂直天线则省去了底部的1/4λ振子,其最大辐射方向主要集中在地面方向。