深度解析天线基础知识与原理

天线是无线传输必不可少的部分，除了我们用光纤、电缆、网线等传输有线信号，只要是在空中使用电磁波传播的信号，均需要各种形式的天线。

天线的基本原理

天线的基本原理就是高频电流在其周围产生变化的电场和磁场，根据麦克斯韦电磁场理论，“变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场”，这样不断激发下去，就实现了无线信号的传播。

1 移动基站天线的发展史

2 电磁波传播基础知识

无线电波的定义

无线电波是一种信号和能量的传播形式，在传播过程中，电场和磁场在空间中相互垂直，且都垂直于传播方向。

无线电波的传播方向

正交特性；电生磁、磁生电。

无线电波的波长、频率与传播速度的关系

其中：波长 λ= C/f （式中，C为光速，f为工作频率，λ为波长。）

在相同的介质中，不同频率下，天线的工作波长不同。频率越高，波长越短。

天线的电性能与电长度（波长）对应。物理长度则需要进行换算。

无线电波的极化

无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规律而变化的，这种现象称为无线电波的极化。无线电波的极化是由电场矢量在空间运动的轨迹确定的。如果电波的电场方向垂直于地面，我们就称它为垂直极化波。如果电波的电场方向与地面平行，则称为水平极化波。

圆极化  <— 椭圆极化 —>线极化

左旋、右旋；垂直、水平

天线极化

是指电场矢量在空间运动的轨迹。

双极化天线

由两组正交的辐射单元组成。

1）互补（完备不相关。正交/90度）（规划工作）

2）相当（平衡工作。+45/-45） （胜任工作）

3）高效（XPD 降低损耗）           （专注工作）

多径传播

电波在传播过程中，除直接传播外，遇到障碍物（例如，山丘、森林、地面或楼房等高大建筑物），还会产生反射和绕射。因此，到达接收天线的电磁波，不仅有直射波，还有反射波，绕射波、透射波，这种现象就叫多径传输。

由于多径传播使得信号场强分布复杂化，波动很大；也由于多径传输的影响，会使电波的极化方向发生变化（扭转），因此，有的地方信号场强增强，有的地方信号场强减弱，另外，不同的障碍物对电波的反射能力也不同 。为降低多径传输效应的影响，一般采用空间分集或极化分集来接收。

空间分集：单极化天线

极化分集：双极化天线

3 天线辐射原理

天线的定义

能够有效地向空间某特定方向辐射电磁波或能够有效地接收空间某特定方向来的电磁波的装置。

天线半波振子

半波振子是天线的基本辐射单元，波长越长，天线半波振子越大。

半波振子示例：

天线辐射方向图

用来表述天线在空间各个方向上所具有的发射和接收电磁波的能力。一般为三维辐射立体图。

 

实际评判中是其转化成的二维平面图形，即水平面方向图及垂直面方向图。

天线组成部件

同一款基站天线有多种设计方案来实现。设计方案涉及到天线的以下四部分：

1）辐射单元（对称振子 or 贴片[阵元]）

2）反射板（底板）

3）功率分配网络（馈电网络）

4）封装防护（天线罩）

  4 天线主要性能参数

天线工作频率

无论天线还是其他通信产品，总是在一定的频率范围（频带宽度）内工作，其取决于指标的要求。通常情况下，满足指标要求的频率范围即可为天线的工作频率。

一般来说，在工作频带宽度内的各个频率点上，天线性能是有差异的。因此，在相同的指标要求下，工作频带越宽，天线设计难度越大。

辐射参数

 

 

主瓣；

副瓣；

半功率波束宽度；

增益；

波束下倾角；

前后比；

交叉极化鉴别率；

上旁瓣抑制；

下零点填充；

根据天线辐射参数对网络性能影响程度，可分类如下：

半功率波束宽度

在方向图主瓣范围内，相对最大辐射方向功率密度下降至一半时的角域宽度，也叫3dB波束宽度。

水平面的半功率波束宽度叫水平面波束宽度；垂直面的半功率波束宽度叫垂直波束宽度。

天线增益与波束宽度的关系：

 

水平面波束宽度

每个扇区的天线在最大辐射方向偏离±60º时到达覆盖边缘，需要切换到相邻扇区工作。在±60º的切换角域，方向图电平应该有一个合理的下降。电平下降太多时，在切换角域附近容易引起覆盖盲区掉话；电平下降太少时，在切换角域附近覆盖产生重叠，导致相邻扇区干扰增加。

理论仿真和实际应用结果表明：在密集建筑的城区，由于多径反射严重，为了减小相邻扇区之间的相互干扰，在±60º的电平下降至-10dB左右为好,反推半功率宽度约为65º；而在空旷的郊区，由于多径反射少，为了确保覆盖良好，在±60º的电平下降至-6dB 左右为好，反推半功率宽度约为90º。

水平面波束宽度、波束偏斜及方向图一致性决定了覆盖区方位向的性能好坏。

多径反射传播：

P ~~ 1/R^n

n = 2~4

±60º电平设计：

------------------

市区 n=3~3.5

9~10.5dB 下降

郊野：n=2

6 dB 下降

垂直面波束宽度及电下倾角精度

决定了网络覆盖区中距离向性能的好坏。

观察下图的垂直面方向图。波束应该适当下倾，下倾角度最好使得最大辐射指向图 中目标服务区的边缘。如果下倾太多（黄色），服务区远端的覆盖电平会急剧下降；如果下倾太少，覆盖在服务区外，且产生同频干扰问题。

电下倾角度

最大辐射指向与天线法线的夹角。

前后比

抑制同频干扰或导频污染的重要指标.

通常仅需考察水平面方向图的前后比,并特指后向±30°范围内的最差值。

前后比指标越差，后向辐射就越大，对该天    线后面的覆盖小区造成干扰的可能性就越大。

特殊应用中才会考察垂直面方向图的前后比，比如基站背向区域有超高层建筑物。

天线增益

系指天线在某一规定方向上的辐射功率通量密度与参考天线（通常采用理想点源）在相同输入功率时最大辐射功率通量密度的比值。

天线增益、方向图和天线尺寸之关系

天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力，它是选择基站天线重要的参数之一。

天线增益越高，方向性越好，能量越集中，波瓣越窄。

增益越高，天线长度越长。

天线增益的几个要点:

1）天线是无源器件，不能产生能量。天线增益只是将能量有效集中向某特定方向辐射或接受电磁波的能力。

2）天线的增益由振子叠加而产生。增益越高，天线长度越长。

3）天线增益越高，方向性越好，能量越集中，波瓣越窄。

增益影响覆盖距离指标 ,合理选择增益！！！

提高天线增益，覆盖的距离增大，但同时会压窄波束宽度，导致覆盖的均匀性变差。天线增益的选取应以波束和目标区相配为前提，为了提高增益而过分压窄垂直面波束宽度是不可取的，只有通过优化方案，实现服务区外电平快速下降、压低旁瓣和后瓣，降低交叉极化电平，采用低损耗、无表面波寄生辐射、低VSWR的馈电网络等途径来提高天线增益才是正确的。

交叉极化比

极化分集效果优劣的指标：

为了获得良好的上行分集增益，要求双极化天线应该具有良好的正交极化特性，即在±60º的扇形服务区内，交叉极化方向图电平应该比相应角度上的主极化电平有明显的降低，其差别（交叉极化比）在最大辐射方向应大15dB，在±60º内应大于10dB，最低门槛也应该大于7dB，如图所示。如此，才可以认为两个极化接收到的信号互不相关。

副瓣抑制

抑制同频干扰或导频污染的辅助指标

对于城区建筑物密集的应用场景，一方面因通信容量大要求缩小蜂窝，另一方面因楼房遮挡和多径反射，难以实现大距离覆盖。通常采用增益13~15dBi的低增益天线，大下倾角做微蜂窝覆盖，从而，主波束的上侧第一、二旁瓣指向前方同频小区的可能性很大，这就要求在设计天线时，设法对上旁瓣进行抑制，从而降低干扰。

下零点填充

在某些特殊场景有限减少盲点的辅助指标

在天线设计时，对下零点进行适当填充，就可能减少掉话率。但零点填充要适可而止，当对零点填充要求较高时，增益损失较大，得不偿失。对于低增益天线，由于波瓣较宽，应用时通常下倾角较大，下旁瓣不参与覆盖，不需要进行零点填充。

多径的影响，导致近距离零点效应不明显或者消失。

方向图圆度

评估全向天线均匀覆盖效果的指标

仅需考察水平面方向图的圆度。评估举例：指标为±1dB，所有频点都需要优于该指标。

电压驻波比

电压驻波比（VSWR）：为传输线上的电压最大值与电压最小值之比。

当天线端口没有反射时，就是理想匹配，驻波比为1；当天线端口全反射时，驻波比为无穷大。

   

电压驻波比是天线高效率辐射的基本指标要求。

在全频段内考察VSWR，取最大值为指标。

评估举例：指标为1.5，所有频点都需要优于该指标。

隔离度

是指某一极化接收到的另一极化信号的比例。

一般指双极化天线中两个极化直接的隔离。

三阶交调

确保天线发射的交调干扰不影响接收机的灵敏度

在全频段内考察PIM3，取最大值为指标。

可通过交调指标反映供应商天线产品的综合水平，特别是物料生产及装配过程的质量控制能力。

互调干扰的必要条件：足够强的互调信号电平+能够落入到系统接收频带

天线主要参数计量单位

计量单位说明

1） dB

相对值，表征两个量的相对大小关系，如A的功率比B的功率大或小

多少个dB时，可按10log(A功率值/B功率值）计算。

举例：A功率值为2W，B功率值为1W，即A相比B多了一倍，换算成dB单位为：

10log(2W/1W) ≈3dB

2） dBm

表征功率绝对值的量，也可认为是以1mw功率为基准的一个比值，计算为：10log(功率值/1mw)。

举例：功率值为10w，换算成dBm为10log(10w/1mw)=40dBm。

3） dBi及dBd

均表征天线增益的量，也是一个相对值，与dB类似，只是dBi及dBd有固定的参考基准：dBi的参考基准为全方向性理想点源，dBd的参考基准为半波振子。

举例：0dBd=2.15dBi。

5 天线技术未来

高性能天线

面临不断增长的流量需求，提升网络容量，天线技术是关键。由于容量大小受限于SINR，通过天线技术来提升SINR，就必须最小化扇区间干扰，最大化集中化天线辐射能量。

多波束天线技术

运用多波束天线使扇区分裂来提升容量，比如2 x 9 x 6°的18波束天线。

射频部分和天线融合

 

 

增益系数

天线总输入功率的比值，称该天线的最大增益系数。它是比天线方向性系数更全面的反映天线对总的射频功率的有效利用程度。并用分贝数表示。可以用数学推证，天线最大增益系数等于天线方向性系数和天线效率的乘积。

天线效率

它是指天线辐射出去的功率（即有效地转换电磁波部分的功率）和输入到天线的有功功率之比。是恒小于1的数值。

天线极化波

电磁波在空间传播时，若电场矢量的方向保持固定或按一定规律旋转，这种电磁波便叫极化波，又称天线极化波，或偏振波。通常可分为平面极化（包括水平极化和垂直极化）、圆极化和椭圆极化。

极化方向

极化电磁波的电场方向称为极化方向。

极化面

极化电磁波的极化方向与传播方向所构成的平面称为极化面。

垂直极化

无线电波的极化，常以大地作为标准面。凡是极化面与大地法线面（垂直面）平行的极化波称为垂直极化波。其电场方向与大地垂直。

水平极化

凡是极化面与大地法线面垂直的极化波称为水平极化波。其电场方向与大地相平行。 

平面极化

如果电磁波的极化方向保持在固定的方向上，称为平面极化，也称线极化。在电场平行于大地的分量（水平分量）和垂直于大地表面的分量，其空间振幅具有任意的相对大小，可以得到平面极化。垂直极化和水平极化都是平面极化的特例。

圆极化

当无线电波的极化面与大地法线面之间的夹角从0～360°周期的变化，即电场大小不变，方向随时间变化，电场矢量末端的轨迹在垂直于传播方向的平面上投影是一个圆时，称为圆极化。在电场的水平分量和垂直分量振幅相等，相位相差90°或270°时，可以得到圆极化。圆极化，若极化面随时间旋转并与电磁波传播方向成右螺旋关系，称右圆极化；反之，若成左螺旋关系，称左圆极化。

椭圆极化

若无线电波极化面与大地法线面之间的夹角从0～2π周期地改变，且电场矢量末端的轨迹在垂直于传播方向的平面上投影是一个椭圆时，称为椭圆极化。当电场垂直分量和水平分量的振幅和相位具有任意值时（两分量相等时例外），均可得到椭圆极化。

长波天线、中波天线

是工作于长波及中波波段的发射天线或接收天线的统称。长、中波是以地波和天波传播的，而天波则连续反射于电离层和大地之间。根据此传播特性，长、中波天线应能产生垂直极化的电波。在长、中波天线中，应用较广的的有垂直型、倒L型、T型、伞型垂直接地天线。长、中波天线应有良好的地网。长、中波天线存在着许多技术上的问题，如有效高度小、辐射电阻小、效率低、通频带窄、方向性系数小等。为了解决这些问题，天线结构往往非常复杂，非常庞大。

短波天线

工作于短波波段的发射或接收天线，统称为短波天线。短波主要是借助于电离层反射的天波传播的，是现代远距离无线电通信的重要手段之一。短波天线形式很多，其中应用最多的有对称天线、同相水平天线、倍波天线、角型天线、V型天线、菱形天线、鱼骨形天线等。和长波天线比较，短波天线的有效高度大，辐射电阻大，效率高，方向性良好，增益高，通频带宽。

超短波天线

工作于超短波波段的发射和接收天线称为超短波天线。超短波主要靠空间波传播。这种天线的形式很多，其中应用最多的有八木天线、盘锥形天线、双锥形天线、“蝙蝠翼”电视发射天线等 。

微波天线

工作于米波、分米波、厘米波、毫米波等波段的发射或接收天线，统称为微波天线。微波主要靠空间波传播，为增大通信距离，天线架设较高。在微波天线中，应用较广的有抛物面天线、喇叭抛物面天线、喇叭天线、透镜天线、开槽天线、介质天线、潜望镜天线等。

定向天线

定向天线是指在某一个或某几个特定方向上发射及接收电磁波特别强，而在其它的方向上发射及接收电磁波则为零或极小的一种天线。采用定向发射天线的目的是增加辐射功率的有效利用率，增加保密性；采用定向接收天线的主要目的是增加抗干扰能力。

不定向天线

在各个方向上均匀辐射或接收电磁波的天线，称为不定向天线，如小型通信机用的鞭状天线等。

宽频带天线

方向性、阻抗和极化特性在一个很宽的波段内几乎保持不变的天线，称为宽频带天线。早期的宽频带天线有菱形天线、V形天线、倍波天线、盘锥形天线等，新的宽频带天线有对数周期天线等。

调谐天线

仅在一个很窄的频带内才具有预定方向性的天线，称为调谐天线或称调谐的定向天线。通常，调谐天线仅在它的调谐频率附近5%的波段内，其方向性才保持不变，而在其它频率上，方向性变化非常厉害，以致使通信遭到破坏。调谐天线不适于频率多变的短波通信。同相水平天线、折合天线、曲折天线等均属于调谐天线。

垂直天线

垂直天线是指与地面垂直放置的天线。它有对称与不对称两种形式，而后者应用较广。对称垂直天线常常是中心馈电的。不对称垂直天线则在天线底端与地面之间馈电，其最大辐射方向在高度小于1/2波长的情况下，集中在地面方向，故适应于广播。不对称垂直天线又称垂直接地天线。

倒L天线

在单根水平导线的一端连接一根垂直引下线而构成的天线。因其形状象英文字母L倒过来，故称倒L形天线。俄文字母的Γ字正好是英文字母L的倒写。故称Γ型天线更方便。它是垂直接地天线的一种形式。为了提高天线的效率，它的水平部分可用几根导线排在同一水平面上组成，这部分产生的辐射可忽略，产生辐射的是垂直部分。  倒L天线一般用于长波通信。它的优点是结构简单、架设方便；缺点是占地面积大、耐久性差。

T形天线

在水平导线的中央，接上一根垂直引下线，形状象英文字母T，故称T形天线。它是最常见的一种垂直接地的天线。它的水平部分辐射可忽略，产生辐射的是垂直部分。为了提高效率，水平部分也可用多根导线组成。T形天线的特点与倒L形天线相同。它一般用于长波和中波通信。

伞形天线

在单根垂直导线的顶部，向各个方向引下几根倾斜的导体，这样构成的天线形状象张开的雨伞，故称伞形天线。它也是垂直接地天线的一种形式。其特点和用途与倒L形、T形天线相同。

鞭状天线

鞭状天线是一种可弯曲的垂直杆状天线，其长度一般为1/4或1/2波长。大多数鞭状天线都不用地线而用地网。小型鞭状天线常利用小型电台的金属外壳作地网。有时为了增大鞭状天线的有效高度，可在鞭状天线的顶端加一些不大的辐状叶片或在鞭状天线的中端加电感等。鞭状天线可用于小型通信机、步谈机、汽车收音机等。

对称天线

两部分长度相等而中心断开并接以馈电的导线，可用作发射和接收天线，这样构成的天线叫做对称天线。因为天线有时也称为振子，所以对称天线又叫对称振子，或偶极天线。总长度为半个波长的对称振子，叫做半波振子，也叫做半波偶极天线。它是最基本的单元天线，用得也最广泛，很多复杂天线是由它组成的。半波振子结构简单，馈电方便，在近距离通信中应用较多。

笼形天线

是一种宽波段弱定向天线。它是把几根导线围成的空心圆柱体代替对称天线中的单导线辐射体而成的，因其辐射体呈笼形，故称笼形天线。笼形天线的工作波段宽，易于调谐。它适应于近距离的干线通信。

角形天线

属于对称天线的一类，但它的两臂不排列在一条直线上，而成90°或120°角，故称角形天线。这种天线一般是水平装置的，它的方向性是不显著的。为了得到宽波段特性，角形天线的双臂也可采用笼形结构，称角笼形天线。

折合天线

将振子弯折成相互平行的对称天线称为折合天线。有双线折合天线、三线折合天线及多线折合天线几种形式，弯折时，应使各线上各对应点的电流同相，从远处看，整个天线如同一对称天线。但折合天线与对称天线比较，辐射增强。输入阻抗增大，便于与馈线耦合。折合天线是一种调谐天线，工作频率较窄。它在短波和超短波波段获得广泛应用。

V形天线

是由彼此成一角度的两条导线组成，形状象英文字母V的一种天线。它的终端可以开路，也可以接有电阻，其电阻的大小等于天线的特性阻抗。V形天线具有单向性，最大发射方向在分角线方向的垂直平面内。它的缺点是效率低、占地面积大。

菱形天线

是一种宽频带天线。它由一个水平的菱形悬挂在四根支柱上构成，菱形的一只锐角接在馈线上，另一只锐角接一与菱形天线特性阻抗相等的终端电阻。在指向终端电阻方向的垂直平面内，具有单向性。

菱形天线的优点是增益高、方向性强、使用波段宽、易于架设和维护；缺点是占地面积大。菱形天线经过变形之后，又有双菱形天线、回授式菱形天线及折式菱形天线三种形式。菱形天线一般用于大中型短波收信电台。

盘锥形天线

是一种超短波天线。顶部为一圆盘（即辐射体），由同轴线的心线馈电，下面为一圆锥，接同轴线的外导体。圆锥的作用与无限大的地面相似，改变圆锥的倾斜角度，就能改变天线的最大辐射方向。它有极宽的频带。

鱼骨形天线

鱼骨形天线又叫边射天线，是一种专用短波接收天线。由在两根集合线上每隔一定距离连接一个对称振子组成，这些对称振子都是经过一很小的电容器接到集合线上的。在集合线的末端，即对着通信方向的一端，接上一个与集合线特性阻抗相等的电阻，另一端则通过馈线接到接收机上。与菱形天线相比较，鱼骨形天线的优点是副瓣小（也就是主瓣方向接收能力强，在其它方向接收较弱），各天线之间相互影响小，占地较小；缺点是效率低，安装和使用均较复杂。

八木天线

又叫引向天线。它有几根金属棒组成，其中一根是辐射器，辐射器后面一根较长的为反射器，前面数根较短的是引向器。辐射器通常用折迭式半波振子。天线最大辐射方向与引向器的指向相同。八木天线的优点是结构简单、轻便坚固、馈电方便；缺点频带窄、抗干扰性差。在超短波通信和雷达中应用。

扇形天线

它有金属板式和金属导线式两种形式。其中，是扇形金属板式，是扇形金属导线式。这种天线由于加大了天线断面积，所以加宽了天线频带。线式扇形天线可以用三根、四根或五根金属导线。扇形天线用于超短波接收。

双锥形天线

双锥形天线由两个锥顶相对的圆锥体组成，在锥顶馈电。圆锥可以用金属面、金属线或金属网构成。正象笼形天线一样，由于天线的断面积增大，天线频带也随之加宽。双锥形天线主要用于超短波接收。

抛物面天线

抛物面天线是一种定向微波天线，由抛物面反射器和辐射器组成，辐射器装在抛物面反射器的焦点或焦轴上。辐射器发出的电磁波经过抛物面的反射，形成方向性很强的波束。

抛物面反射器由导电性很好的金属做成，主要有以下四种方式：旋转抛物面、柱形抛物面、割截旋转抛物面及椭圆形边缘抛物面，最常用的是旋转抛物面和柱形抛物面。辐射器一般采用半波振子、开口波导、开槽波导等。 

抛物面天线具有结构简单、方向性强、工作频带较宽等优点。缺点是：由于辐射器位于抛物面反射器的电场中，因而反射器对辐射器的反作用大，天线与馈线很难得到良好匹配；背面辐射较大；防护度较差；制作精度高。在微波中继通信、对流层散射通信、雷达及电视中广泛应用这种天线。

喇叭抛物面天线

喇叭抛物面天线由喇叭和抛物面两部分组成。抛物面盖在喇叭上，而喇叭的顶点位于抛物面的焦点上。喇叭是辐射器，它向抛物面辐射电磁波，电磁波经过抛物面反射，聚焦成窄波束发射出去。  喇叭抛物面天线的优点是：反射器对辐射器没有反作用，辐射器对反射电波没有遮挡作用，天线与馈电装置匹配较好；背面辐射小；防护度较高；工作频带非常宽；结构简单。喇叭抛物面天线在干线中继通信中用的很广泛。

喇叭天线

又称号角天线。它是由一段均匀波导和一段截面慢慢增大的喇叭状波导组成。喇叭天线有三种形式：扇形喇叭天线、角锥形喇叭天线及圆锥形喇叭天线。喇叭天线是最常用的微波天线之一，一般用作辐射器。其优点是工作频带宽；缺点是体积较大，而且就同一口径来说，它的方向性不及抛物面天线尖锐。

喇叭透镜天线

由喇叭及装在喇叭口径上的透镜组成，故称为喇叭透镜天线。透镜的原理参见透镜天线，这种天线具有相当宽的工作频带，而且比抛物面天线具有更高的防护度，它在波道数较多的微波干线通信中用得很广泛。

透镜天线

在厘米波段，许多光学原理可以用于天线方面。在光学中，利用透镜能使放在透镜焦点上的点光源辐射出的球面波，经过透镜折射后变为平面波。透镜天线就是利用这一原理制作而成的。它由透镜和放在透镜焦点上的辐射器组成。透镜天线有介质减速透镜天线和金属加速透镜天线两种。透镜是用低损耗高频介质制成，中间厚，四周薄。从辐射源发出的球面波经过介质透镜时受到减速。所以球面波在透镜中间部分受到减速的路径长，在四周部分受到减速的路径短。因此，球面波经过透镜后就变成平面波，也就是说，辐射变成定向的。  透镜由许多块长度不同的金属板平行放置而成。金属板垂直于地面，愈靠近中间的金属板愈短。电波在平行金属板

中传播时受到加速。从辐射源发出的球面波经过金属透镜时，愈靠近透镜边缘，受到加速的路径愈长，而在中间则受到加速的路径就短。因此，经过金属透镜后的球面波就变成平面波。

透镜天线具有下列优点：

1、旁瓣和后瓣小，因而方向图较好；

2、制造透镜的精度不高，因而制造比较方便。其缺点是效率低，结构复杂，价格昂贵。透镜天线用于微波中继通信中。

开槽天线

在一块大的金属板上开一个或几个狭窄的槽，用同轴线或波导馈电，这样构成的天线叫做开槽天线，也称裂缝天线。为了得到单向辐射，金属板的后面制成空腔，开槽直接由波导馈电。开槽天线结构简单，没有凸出部分，因此特别适合在高速飞机上使用。它的缺点是调谐困难。

介质天线

介质天线是一根用低损耗高频介质材料（一般用聚苯乙烯）作成的圆棒，它的一端用同轴线或波导馈电。2是同轴线的内导体的延伸部分，形成一个振子，用以激发电磁波；3是同轴线；4是金属套筒。套筒的作用除夹住介质棒外，更主要的是反射电磁波，从而保证由同轴线的内导体激励电磁波，并向介质棒的自由端传播。介质天线的优点是体积小，方向性尖锐；缺点是介质有损耗，因而效率不高。

潜望镜天线

在微波中继通信中，天线往往安置在很高的支架上，因此，给天线馈电就得用很长的馈线。馈线过长会产生许多困难，如结构复杂，能量损耗大，由于在馈线接头处的能量反射而引起失真等。为了克服这些困难，可采用一种潜望镜天线，潜望镜天线由安置在地面上的下镜辐射器和安装在支架上的上镜反射器组成。下镜辐射器一般是抛物面天线，上镜反射器为金属平板。下镜辐射器向上发射电磁波，经过金属平板反射出去。潜望镜天线的优点是能量损耗小、失真小、效率高。主要用于容量不大的微波中继通信中。

螺旋天线

是一种具有螺旋形状的天线。它由导电性能良好的金属螺旋线组成，通常用同轴线馈电，同轴线的心线和螺旋线的一端相连接，同轴线的外导体则和接地的金属网（或板）相连接。螺旋天线的辐射方向与螺旋线圆周长有关。当螺旋线的圆周长比一个波长小很多时，辐射最强的方向垂直于螺旋轴；当螺旋线圆周长为一个波长的数量级时，最强辐射出现在螺旋旋轴方向上。

天线调谐器

连接发射机与天线的一种阻抗匹配网络，叫做天线调谐器。天线输入阻抗随频率而发生很大的变化，而发射机输出阻抗是一定的，若发射机与天线直接连接，当发射机频率改变时，发射机与天线之间阻抗不匹配，就会降低辐射功率。使用天线调谐器，就能使发射机与天线之间阻抗匹配，从而使天线在任何频率上有最大的辐射功率。天线调谐器广泛用于地面、车载、舰载及航空短波电台中。

对数周期天线

是一种宽频带天线，或者说是一种与频率无关的天线。其中，是一种简单的对数周期天线，它的偶极子长度和间隔符合下列关系：τ偶极子由一均匀双线传输线来馈电，传输线在相邻偶极子之间要调换位置。

这种天线有一个特点：凡在f频率上具有的特性，在由τⁿf给出的一切频率上将重复出现，其中n为整数。这些频率画在对数尺上都是等间隔的，而周期等于τ的对数。对数周期天线之称即由此而来。对数周期天线只是周期地重复辐射图和阻抗特性。但是这样结构的天线，若τ不是远小于1，则它的特性在一个周期内的变化是十分小的，因而基本上是与频率无关的。  

对数周期天线种类很多，有对数周期偶极天线和单极天线、对数周期谐振V形天线、对数周期螺旋天线等形式，其中最普遍的是对数周期偶极天线。这些天线广泛地用于短波及短波以上的波段。

编辑：黄飞