你手里的手机、用的笔记本电脑，能上网、能通信，天线可是立了大功。天线就像是让万物相连的神奇“桥梁”，帮我们实现了好多好多的功能，像玩游戏、汽车导航，甚至还能操控太空里的小行星呢。虽然天线在我们生活中到处都是，可它们的样子和用法却各不相同。

天线是如何工作的

不管是简单的线状偶极子天线，还是复杂的相控多输入多输出（MIMO）阵列，所有天线干的都是同一件事——把电信号变换成电磁波，让信息通过特定波长的信号在空气中传输，最后在目的地被另一副天线接收并解译。通过空间传送信号，天线让我们能以光速跨越遥远距离进行通信，这对我们医疗、航空航天、通信和交通等行业的发展可太重要了。随着天线应用的不断扩展，满足各种使用场景所需的天线类型也在不断增多。

天线为什么有这么多类型

不同的应用场景对天线的要求可不一样。比如，飞机和控制塔联系用的天线，跟蓝牙咖啡杯里的天线就大不一样。飞机的天线需要作用距离远，而咖啡杯的天线要能适应极小空间。天线设计的时候，要考虑好多因素，比如带宽（特定信号的频率范围）、极化（天线辐射电场的方向）、方向性（辐射集中在单一方向的程度）、物理空间（天线必须适配区域的尺寸）、增益（在峰值辐射方向上传输的功率大小）和效率（天线辐射功率与其输入功率的比值）。

常见天线类型都有什么特点

了解常见天线类型的一般特性，能帮我们为不同场景选合适的天线。接下来，咱们就看看几种常见的天线类型。

半波偶极子天线

半波偶极子天线是最简单的实用天线，由两根导电杆或导线构成。它的工作频率下，物理尺寸是半个波长，所以叫“半波”。这种天线设计制造简单，非常普遍。它有纯净的线性极化和旋转对称的辐射方向图。一副半波偶极子天线由长度为 L = λ/2 的线性导电单元构成，通常在其长度中间插入间隙进行馈电。虽然它一般是窄带天线，但增加导线半径能增加带宽。

PIFA天线（平面倒F天线）

PIFA天线常见于手机和各种电子设备里。它是偶极子的一种变体，制造成本低，还能印刷成多种变体，适应狭小空间，特别实用。

喇叭天线

喇叭天线常用于需要极高方向性的应用，比如雷达测速枪。它的几何结构简单，能处理高功率，损耗还低。一副喇叭天线由一段波导构成，末端向外张开，形成开放孔径。张开是为了增加方向性，收窄波束宽度。喇叭天线可以仅在电场方向张开（E面扇形喇叭），或仅在磁场方向张开（H面扇形喇叭），或在两个方向都张开（角锥喇叭）。它通常带宽很宽，工作在波导的截止频率以上，辐射线性极化波，极化方向和波导内电场方向一致。

八木-宇田天线

八木-宇田天线有时简称为“八木”天线，由一副单独的偶极子天线和非驱动的线性导电单元组成的阵列构成。这种天线在方向性至关重要的应用里很有效，常被用作电视接收天线。它有反射器和导向器单元，反射器单元略长于偶极子，导向器单元略短于偶极子。它有高度方向性，最大辐射方向朝向导向器，背离反射器。它也是窄带的，线性极化，电场方向和偶极子对齐。

缝隙天线

缝隙天线和偶极子天线原理类似，不过它用的是磁流，不是电流。它能在飞机机头锥和电路板上找到。它由一个矩形（半波长长）的“缝隙”构成，开在平坦的导体平面上。根据巴比涅原理，它工作原理和半波偶极子天线类似，辐射场也类似，不过极化方向互换了。它的辐射方向图近似偶极子天线，但接地平面截断会引入不对称性。它的带宽随缝隙宽度变化，是线性极化的，电场方向垂直于缝隙长度。

矩形贴片天线

矩形贴片天线是薄型应用里最常见的，通常印刷制作，能适应手机等平坦空间。虽然它原理简单，但能轻松修改，实现更宽频带、提高隔离度或在多个频率上工作。它由一个矩形导电单元构成，放在介质基板表面，有导电背板。贴片天线的辐射源于贴片下方空腔中场的谐振。它通过微带线、同轴探针或和邻近谐振器耦合来馈电。