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天线方向图
天线示意图
  无线电设备中辐射或接收无线电波的装置。它是无线电通信装备、雷达、电子对抗设备和无线电导航设备的重要组成部分。天线通常由金属导线(杆)或金属面制成,前者称为线天线,后者称为面天线。用于辐射无线电波的天线称发射天线,它把发信机送来的交变电流能量转换为空间电磁波能量。用于接收无线电波的天线称接收天线,它把从空间获取的电磁波能量转换为交变电流能量送给收信机。通常一副天线既可作为发射天线,也可作为接收天线,配有双工器的天线可以收发同时共用。但有些天线只适宜作接收天线使用。

  描述天线电性能的主要电参数有:方向图、增益系数、输入阻抗、效率和频带宽度等。天线方向图是表示以天线为球心的任一球面(半径远大于波长)上电场强度空间分布的立体图形。通常用包含有最大辐射方向的两个相互垂直的平面方向图来表示。在某些特定方向能集中地辐射或接收电磁波的天线称定向天线,其方向图如图1所示,它能增加设备的作用距离,提高抗干扰能力。利用天线方向图某些特征可以完成诸如测向、导航和定向通信等任务。有时为了进一步提高天线的方向性,可以把若干个同一类型天线按一定规律排列起来构成天线阵。天线的增益系数是:若将该天线换成理想的无方向性天线时,在原天线的最大场强方向上,相同距离仍产生相同场强的条件下,输入到无方向性天线的功率与输入到实际天线的功率之比。目前大型微波面天线的增益系数可达106左右。天线的几何尺寸与工作波长之比愈大,方向性愈强,增益系数也就愈高。输入阻抗是指天线输入端所呈现的阻抗,一般包含有电阻和电抗两部分。其值影响着收、发信机与馈线匹配的情况。效率是:天线辐射功率与其输入功率之比。它表示天线完成能量转换作用的有效程度。频带宽度是指天线主要性能指标满足规定要求时的工作频率范围。一副无源天线用于发射或接收时上述电参数均相同,这是天线的互易性。军用天线还要有轻便灵活、便于架设撤收、隐蔽性好、抗毁能力强等特殊要求。

  天线的形状很多,可按用途、频率、结构形式分类。长、中波段常使用 T形、倒 L形、伞形天线等;短波段常用的有双极、笼形、菱形、对数周期、鱼骨形天线等;超短波段常用的有引向天线(八木天线)、螺旋天线、角形反射器天线等;微波天线常使用面天线,如喇叭天线、抛物反射面天线等;移动电台常使用水平平面为无方向性的天线,如鞭形天线等。上述天线的形状,如图2所示。结合有源器件的天线称为有源天线,它可提高增益和实现小型化,现仅限于作接收天线。自适应天线是由天线阵和自适应处理器组成的系统,它按自适应方式处理各阵单元的输出,使干扰信号输出最小,有用信号输出最大,以提高通信、雷达等设备的抗干扰能力。还有微带天线,是由贴在介质基片一面上的金属辐射元及另一面上的金属接地板构成的,可与飞行器表面同形,具有体积小、重量轻的特点,适用于快速飞行器上。

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