无线通信天线

无线通信天线（antenna of wireless communication）用于通信系统的天线。无线通信天线依功能可分为发射天线和接收天线。发射天线是把高频电流的能量转换成电磁波的能量。接收天线是把电磁波的能量转换成高频电流能量。同一天线可以互换使用。

依结构分类，天线也可分为线天线和面天线。线天线是由单根或多根导电性能较好的金属杆（或带）组成。面天线是由辐射面组成。

最常用的线天线为对称振子天线。它是中点断开并按馈电的线性导体。对称振子结构如图1所示。在电源电压的作用下，对称振子上流有电流，这电流在远区的观察点建立辐射场。它的公式为

图1  对称振子结构图

 E＝Af（θ，y）e^{jψ（θ，y）}e^－jkr

式中，A为天线对观察点之间与方向无关的因子；f（θ，y）为天线的方向性函数；ψ（θ，y）为方向性相位特性；k为2π/λ北几；r为从天线到观察点的距离。

方向性函数反映出天线在各方向场强分布是不均匀的。在远区对称振子只有 E_Θ分量。

式中，I_m为电流的最大值。

图2  面天线的普遍形式

面天线的基本形式如图2示。它是由外表面S₂和内表面S₃组成的金属体。电磁场的一次波源是激励器1，则在一次波源的作用下，在S₂和S₃表面上产生表面电流。面天线总的辐射场是一次波源和所有面电流辐射场的总和。为了求面电流的辐射场，可以将面的每一单元等效为基本振子（振子的长度远远小于波长），求出单元面在远区的辐射场。然后，取S₁和S₂面为积分面求得总的辐射场。这种方法比较精确，但在数学上是很复杂的，故在天线工程中很少使用。在天线工程中通常应用较广的是口径法。这种方法比较简单，但精确性不如面流法。面天线在微波中继通信和卫星通信中应用较广。