天線的基礎(chǔ)知識(shí)

天線的基礎(chǔ)知識(shí)：天線基礎(chǔ)
天線是電子電路中RF射頻信號(hào)之間的聯(lián)接鏈路，例如PCB板與電磁波之間的信號(hào)，可通過無線鏈路的發(fā)射機(jī)及接收機(jī)之間的傳輸媒質(zhì)進(jìn)行傳播。
在發(fā)射機(jī)內(nèi)，天線通過激勵(lì)其緊鄰空間或近區(qū)場(chǎng)的電場(chǎng)或磁場(chǎng)將電子信號(hào)轉(zhuǎn)化成為電磁波。激勵(lì)電場(chǎng)的天線被稱為電子天線，激勵(lì)磁場(chǎng)的天線被稱為磁天線。電場(chǎng)或磁場(chǎng)的振蕩將產(chǎn)生一定的電磁波，并以光速c進(jìn)行傳播。真空空間內(nèi)的光速c0 為300000 km/s。當(dāng)電磁波在電介質(zhì)(dielectric medium)中傳播且相應(yīng)介電常數(shù)為εr之時(shí)，其光速將降低至：
我們可以通過以下公式，根據(jù)信號(hào)頻率f以及光速c計(jì)算出波長：
在使用常見單位時(shí)，真空空間內(nèi)的波長可通過如下公式計(jì)算：
如果電磁波在電介質(zhì)中傳播，例如PCB材料，波長εr需要除以介電常數(shù)的平方根。我們可依照電磁波的傳播過程劃分出三個(gè)場(chǎng)區(qū)域：反應(yīng)近區(qū)場(chǎng)(reactive near field)、輻射近區(qū)場(chǎng)(radiating near field)以及遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)(far field)。
? 在反應(yīng)近區(qū)場(chǎng)內(nèi)，反應(yīng)場(chǎng)分量主宰了整個(gè)輻射場(chǎng)。這就意味著任意電子特性（對(duì)應(yīng)于電子天線）或磁特性（對(duì)應(yīng)于磁化天線）的變化都將強(qiáng)烈的影響天線饋端(feed point)的天線阻抗。天線至近區(qū)場(chǎng)邊界的范圍通常假定為：
? 在輻射近區(qū)場(chǎng)內(nèi)，輻射場(chǎng)成為主宰，該區(qū)域范圍內(nèi)的介質(zhì)僅對(duì)天線阻抗有輕微的影響。但如果考慮到與天線的距離，則天線的尺寸是不能被忽略的。這就意味著輻射方向圖(radiation pattern)的角度分布將取決于距離。為了測(cè)定輻射方向圖，所測(cè)量的與天線之間的距離應(yīng)大于輻射近區(qū)場(chǎng)的邊界范圍，否則，所測(cè)量的方向圖將有別于真實(shí)狀況。輻射近區(qū)場(chǎng)的半徑如下計(jì)算：
天線特性
極化軌跡圖以小箭頭(tip)描繪了電磁波傳播過程中所形成的電場(chǎng)矢量。在遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)，我們可以把電磁波看成是平面波(plane wave)。對(duì)于此平面電磁波來說，其電場(chǎng)及磁場(chǎng)矢量不僅相互垂直，并且與波的傳播方向向垂直。一般情況下，電場(chǎng)矢量的尖端指向沿橢圓螺旋(elliptical helix)行進(jìn)，形成了橢圓極化。在傳播過程中，如電磁波的電場(chǎng)矢量順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則稱之為右旋極化(right-hand polarized)，反之則稱為左旋極化(left-hand polarized)。
如果橢圓的兩軸等長，則稱之為圓(circular)極化。如果橢圓兩軸中的某一為零，則為線性(linear)極化。類似的，若電場(chǎng)矢量振蕩方向垂直于地面則極化是垂直的，若電場(chǎng)矢量振蕩方向與地面平行則極化是水平的。