天線,作為無線通信系統(tǒng)的重要組成部分,有著不可替代的作用。
天線
在我們的生活中,有很多類型的通信需求,例如長距離通信、短距離通信、衛(wèi)星通信、微波通信、手機(jī)通信、點對點通信、點對面通信,等等。
撥打衛(wèi)星電話
不同的需求,對應(yīng)使用不同的通信頻段,以及不同的通信系統(tǒng)。因此,需要使用不同類別的天線。
所以,我們有各式各樣的天線,可以說是奇形怪狀,五花八門。沒有人能夠說清楚,地球上到底有多少種天線。
今天,小棗君就給大家介紹一下,我們最常見的12種天線。
1、 水平半波偶極天線(Dipole Antenna),也稱DP天線
DP天線
這種天線,由兩根長度相等的導(dǎo)體,水平或傾斜架設(shè)而成,是一種最簡單、最基本的天線。
天線的總長度大概等于半波長的95%,兩個振子都是1/4波長的95%。
DP天線的長度
該天線的輻射方向,是以天線為對稱軸,饋電點為切點的兩個圓。
天線輻射方向示意圖
除了水平架設(shè)以外,GP天線還可以倒V(正V)架設(shè)——天線的夾角在110度至120度之間,通過改變了發(fā)射仰角,來協(xié)調(diào)遠(yuǎn)距離和近距離的通信。
倒V天線
有時候,會在巴倫(一種連接振子和電纜的三端口器件)上加裝多對振子,使天線能夠工作在更多的波段上。
5波段短波倒V天線(看上去像雨傘的傘骨)
除了水平和倒V,DP天線還衍生出了很多其它種類的天線。
2、垂直單極天線(Vertical Antenna),也稱GP天線
短波GP天線
GP天線就是源自偶極天線的一種變形天線。
天線底端通過與饋線的內(nèi)導(dǎo)體相連,饋線的外導(dǎo)體與地網(wǎng)相連,水平方向上輻射是一個圓。因此,該天線在各個方向上的接收和發(fā)射能力相同,適合做全向接收發(fā)射。
GP天線的地網(wǎng)
通常,移動手持設(shè)備采用GP天線居多。
手持對講機(jī)
此外,我們經(jīng)常在戶外愛好者越野車上看到的天線,也是一種垂直GP天線,工作在U/V波段。
3、 溫頓天線(Window Antenna),又稱偏饋半波天線
溫頓天線
這種天線多半是用一根單導(dǎo)線制成,饋線也是單導(dǎo)線,接在偏離中心點14%的地方,普遍的情況是用作接收天線,也有做發(fā)射天線的。
溫頓天線變通架設(shè)示意圖
溫頓天線因為占地小,便于攜帶,適合無線電愛好者使用。
4、八木天線(Yagi Antenna)
八木天線
大名鼎鼎的八木天線,1925年由當(dāng)時的日本東北大學(xué)擔(dān)任部長的八木秀次和宇田新太郎發(fā)明。“Yagi”是八木的英文拼寫,并不是說有“八根木頭”。
這種天線由多個單元組成,并且具有較強(qiáng)的方向性,引向器越多,方向性越強(qiáng),增益也越高。
八木天線可以在多個波段上工作,有時候也用于無線電測向。
5、碟形天線(Dish Antenna)
碟形天線
專門用于長距離通訊的高方向性天線,有極窄的波束寬度與很高的增益值,也可稱為高增益指向性天線。
這種天線通常用于點對點的通訊連接,天線彼此之間必須很精準(zhǔn)的瞄準(zhǔn),而且天線之間的直視(Light of Sight)必須沒有任何阻礙物。
6、格狀天線(Grid Antenna),也叫柵格天線
格狀天線
這種天線的特點和碟形天線類似,一般用于S波段的訊號接收。它的柵格密度不得大于其波長,不然效率就低。
7、錐形天線(Conical Antenna)
屬于超短波天線的一種,是一類典型的寬頻帶全向天線。它的特點就是增益高。
8、方框天線(Quad Antenna)
方框天線
這是一種效果良好的遠(yuǎn)距離通信天線,基本上可以達(dá)到八木天線的通聯(lián)效果。
工作頻段在50MHz的方框天線
方框天線還有一些變種,例如三角形天線。之所以做成這樣,主要是出于機(jī)械結(jié)構(gòu)方便性的考慮。
三角形天線
9、長線天線(Long Wire Antenna)
長線天線(左邊那根細(xì)線)
長線天線也是一種常見的天線形式,主要構(gòu)成其實就是一根導(dǎo)線。
長線天線的結(jié)構(gòu)
10、環(huán)形天線(Loop Antenna)
環(huán)形天線
屬于閉合回路天線,整個天線由圓形金屬或管狀金屬構(gòu)成,特點是體積小,效率高,方向性較強(qiáng)。
11、蛛網(wǎng)天線(Cobweb Antenna)
蛛網(wǎng)天線
蛛網(wǎng)天線也是一種常見的天線,主要用在短波上,有較強(qiáng)的方向性,并且所需的空間小于八木天線,效率較高。
它使用強(qiáng)度較高的非金屬材料支撐,本身的激勵單元和反射單元都是由普通的導(dǎo)線構(gòu)成,機(jī)械強(qiáng)度低于全是金屬振子的八木天線。
12、喇叭天線(Horn Antenna)
喇叭天線是一種微波天線,屬于面天線。它的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、頻帶寬、功率容量大、調(diào)整與使用方便。
如果合理選擇喇叭尺寸,可以取得良好的輻射特性。
好啦,以上就是工作和生活中常見的一些天線類型。大家都記住了沒?
實際上,天線類型雖然琳瑯滿目,但是工作原理其實都差不多,無非是將導(dǎo)行波變成空間波,空間波變成導(dǎo)行波。