天线是电气设备,通常是特殊尺寸和形状的金属主体,其将电力转换为用于发射机的无线电波和用于接收器的电力。除了这种简单的定义之外,如果实际上是按预期工作,则必须实施大量技术。
天线设计和建筑的两位伟大的早期研究人员是德国物理学家Heinrich Hertz和Radios Guglielmo Marconi的意大利建造者。赫兹旨在验证James Clerk Maxwell的早期预测,纯粹的理论场地,波浪形式的电磁能量将通过空间传播。赫兹通过将两个火花线圈放置而不是电连接,密切接近完成了这一点。跳跃接收线圈中的气隙的电火花将与在连接到电源的透射线圈中制成的类似电弧。赫兹始终认为他的设备没有有用的应用,仅用于展示Maxwell对电磁波传播的理论工作。
马可尼看到了远距离无线电传输的潜力,于是建造了能连续远距离传输的装置。早期的调查人员已经看到了这种可能性,但马可尼是第一个制造工作设备的人。直觉上,我们知道天线需要导电电极,但只有在大量的理论和实验工作之后,才能确定它们的最佳形式。
一些天线是全部的,在所有水平方向上传输和接收。这适用于移动车辆中的无线电,并且当信号相对较低的频率时,频率相对较低。定向天线适用于较高频率。极端情况是卫星互联网或电视接收或点对点微波通信的精确目标抛物线。
最常见的全向天线是垂直金属杆。该鞭天线通常是波长长的四分之一,精确测量是用于旨在接收的频带的折衷。
偶极子天线是它的两倍长,它由两端相连的两根杆子组成,传输线连接在中心。最佳接收是从垂直于偶极子的直线上的一点开始的。两头都有盲点。这种类型的天线可以安装在旋转底座上,并可旋转以获得最佳的信号强度。
偶极子导致施加到双导体传输线的相反极性的等电压,从而在接收器中平衡传输。
更复杂的天线设计基于偶极概念。对象是增加天线的方向性,因此通过引入附加元件来增加天线的增益。通过将两个或更多个均匀间隔的偶极子连接到电网来构造相控阵。

日志定期偶极子阵列用于VHF接收。通过在支撑梁上安装偶极元件构造这种类型的天线。这些偶极元件以它们旨在接收的频率的对数函数的间隔放置。除了间隔之外,元件的长度也会变化,因此它们处于每个频率的谐振状态。
所有的元件都连接到传输线上,但那些与当前调谐的频道不共振的元件传递的电流非常少,电视接收机基本上看不见。将偶极子连接到传输线的馈线不断地交叉,使相邻的偶极子具有相反的极性和不相。与平衡传输相结合,这种绞线方法最大限度地减少无功损耗。

在1926年在日本发明的yagi天线,Sucliciically类似于日志周期性偶极子阵列,但它相当不同。还用于VHF以及UHF接收,由连接到传输线的一个驱动元件组成,其具有与接收器没有电连接的附加寄生元件。它们用作谐振器,拾取信号并将其缩放以用于驱动元件的益处。Yagi天线的特点是带宽非常窄,导致非常高的增益。
在感兴趣的频率上,传统天线的元件通常是四分之一波长长。近年来,研究人员设计出了所谓的“超材料”,这种材料可以充当天线,但其物理尺寸远小于四分之一波长。元材料并不是通常意义上的材料。它们基本上由特殊的导电图案组成,这些图案作用于产生新的特性,如负导磁率,这在普通天线元件中是不可能的。超材料及其组成的电小型天线是目前研究的热点。
了下:测试和测量提示




