電磁波是一種在空間中傳播的波動現(xiàn)象，而麥克斯韋方程為我們提供了電磁波產(chǎn)生的物理基礎(chǔ)。這一理論證實了電場和磁場之間的相互作用，即變化的電場可以產(chǎn)生磁場，變化的磁場也可以產(chǎn)生電場。這為電磁波在空間中存在的脫離輻射體提供了堅實的理論支持。

天線的角色和重要性

在無線電技術(shù)設(shè)備中，天線是至關(guān)重要的元件，用來輻射和接收無線電波。天線可以被視為一個能量轉(zhuǎn)換器，其任務(wù)是將發(fā)射機輸出的高頻電流能量轉(zhuǎn)換成電磁波并輻射出去，或?qū)⒖臻g中的電波信號轉(zhuǎn)換成高頻電流并傳遞給接收機。它的基本功能包括輻射和接收無線電波，實現(xiàn)高頻電流到電磁波或電磁波到高頻電流的轉(zhuǎn)換。發(fā)射時，它將高頻電流轉(zhuǎn)換成電磁波，而在接收時，則將電磁波轉(zhuǎn)換成高頻電流。天線在通訊終端中扮演著關(guān)鍵的角色，直接影響通信信號的質(zhì)量。因此，了解和評估天線的性能成為無線通信系統(tǒng)設(shè)計的重要一環(huán)。

天線的性能參數(shù)

為了判斷天線的性能好壞，我們可以依據(jù)一系列性能參數(shù)進(jìn)行評估。這些參數(shù)主要分為無源參數(shù)和有源參數(shù)兩大類。

無源參數(shù)：

• 增益： 衡量天線輻射和接收效率的參數(shù)。

• 效率： 反映天線將輸入能量轉(zhuǎn)換為輻射能量的能力。

• 駐波比： 衡量天線匹配系統(tǒng)的能力，即輸入和輸出之間的匹配程度。

• 回波損耗： 表征天線的性能，較低的回波損耗表示更好的性能。

• 方向圖： 描述天線在空間中的輻射方向。

有源參數(shù)：

• 功率： 在有源狀態(tài)下，天線的輸出功率。

• 靈敏度： 天線對輸入信號的敏感度。

• TRP（Total Radiated Power）： 總輻射功率，衡量天線的輻射能力。

• TIS（Total Isotropic Sensitivity）： 總等向敏感度，表示天線對來自各方向的信號的感應(yīng)程度。

• SAR（Specific Absorption Rate）： 特定吸收率，用于評估天線對人體的輻射影響。

天線的分類和多樣性

天線可以根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類，包括工作性質(zhì)、用途、方向性、極化特性、頻帶特性、載體、外形、使用頻率等。這樣的多樣性使得我們能夠根據(jù)實際需求選擇合適的天線。

按工作性質(zhì)分類：

• 發(fā)射天線

• 接收天線

• 收發(fā)共用天線

按用途分類：

• 通信天線

• 廣播天線

• 電視天線

• 雷達(dá)天線

• 導(dǎo)航天線

• 測向天線

按方向性分類：

• 強方向性天線

• 弱方向性天線

• 定向天線

• 全向天線

• 針狀波束天線

• 扇形波束天線

按頻帶分類：

• 窄頻帶天線

• 寬頻帶天線

• 超寬頻帶天線

按載體分類：

• 車載天線

• 機載天線

• 星載天線

• 彈載天線

按外形分類：

• 鞭狀天線

• T形天線

• Γ形天線

• V形天線

• 菱形天線

• 環(huán)天線

• 螺旋天線

• 波導(dǎo)口天線

• 波導(dǎo)縫隙天線

• 喇叭天線

• 反射面天線

按使用頻率劃分：

• 2/3/4/5G天線

• Wi-Fi天線

• 藍(lán)牙天線

• GNSS天線

• ROLA天線

• RFID天線

按材質(zhì)劃分：

• FPC天線

• PCB天線

• 不銹鋼天線

• 洋白銅天線

• 磷銅天線

• LDS天線

綜上所述，天線作為無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，通過將電能轉(zhuǎn)化為電磁波或?qū)㈦姶挪ㄞD(zhuǎn)化為電能，實現(xiàn)了無線信號的傳輸和接收。通過評估其性能參數(shù)，我們能夠判斷天線的好壞，從而影響通信終端的信號質(zhì)量。天線的多樣性分類使得我們可以根據(jù)實際需求選擇合適的天線類型，以滿足不同應(yīng)用場景的需求。因此，在無線技術(shù)的不斷發(fā)展中，天線的研究和設(shè)計變得愈發(fā)重要，為更高效、更可靠的通信系統(tǒng)奠定了堅實的基礎(chǔ)。