- 電磁波產生的基本原理與天線的基本介紹

常用天線的輻射電阻R來試題天線輻射功率的能力。天線的輻射電阻是一個虛擬的量，定義如下：設有一電阻R，當通過它的電流等于天線上的最大電流時，其損耗的功率就等于其輻射功率。顯然，輻射電阻的高低是衡量天線輻射能力的一個重要指標，即輻射電阻越大，說明天線的輻射能力越強。

3. 增益系數(shù)

增益系數(shù)是綜合衡量天線能量轉換和方向特性的參數(shù)，它的定義為：方向系數(shù)與天線效率的乘積，記為： D為方向系數(shù)，為天線效率。 可見，天線方向系數(shù)和越高，則增益系數(shù)也就越高。

物理意義：天線的增益系數(shù)描述了天線與理想的無方向性天線相比在最大輻射方向上將輸出功率放大的倍數(shù)。也可以這樣通俗地理解，為定向天線與理想全向天線（其輻射在各方向均等）在一定的距離上的某點處產生一定大小的信號之比。

例：如果用理想的無方向性點源作為發(fā)射天線，需要100W的輸入功率，而用增益為 G = 13 dB = 20的某定向天線作為發(fā)射天線時，輸入功率只需 100 / 20 = 5W 。 換言之，某天線的增益，就其最大輻射方向上的輻射效果來說，與無方向性的理想點源相比，把輸入功率放大的倍數(shù)。

4. 極化方向

極化特性是指天線在最大輻射方向上電場矢量的方向隨時間變化的規(guī)律。

極化方向，就是天線電場的方向。天線的極化方式有線極化方式有線極化（水平極化和垂直極化）和圓極化（左旋極化和右旋極化）等方式。

如何理解線極化？首先想象那幅經典的電磁波傳播圖，電場在一個平面以正弦波傳播，磁場在電場的正交平面也以正弦波傳播，我們從起點沿著傳播方向去看電場，看到的就是一段短線，這種極化就是線極化。那么線極化的方向如何確定呢？當高頻電流通過天線時，會在天線上產生高頻電壓，形成高頻電場，這個電場方向一般與天線的走向一致，即線極化的極化方向是與天線的走向一致的。如果天線是水平方向架設的導線，產生的電場也是水平方向的，叫它“水平極化”天線；如果天線是垂直于地面架設的導線，產生的電場也是垂直方向的，叫它“垂直極化”天線。（通常直線導線結構的天線為線極化）

如何理解圓極化呢？同樣是那幅經典的電磁波傳播圖，不過此時的電場大小始終不變，但是方向圍繞著x軸不變旋轉變化，但在任何一個平面上的投影都是一個正弦波，有點類似我們對信號的處理中輻度不變，但相位在不斷變化。此時，從原點向傳播方向去看電場，看到的就是一個圓，這種極化就是圓極化。當然，向左旋轉就是左旋極化，向右旋轉就是右旋極化。（通常螺旋結構的天線為圓極化）

只有收信天線的極化方向與所接收電磁波的極化方向一致才能感應出最大的信號來。根據(jù)這一原理，我們可以推斷出以下結論。

對于線極化，當收信天線的極化方向與線極化方向一致（電場方向）時，感應出的信號最大（電磁波在極化方向上投影最大）；隨著收信天線的極化方向與線極化方向偏離越來越多時，感應出的信號越?。ㄍ队安粩鄿p小）；當收信天線的極化方向與線極化方向正交（磁場方向）時，感應出的信號為零（投影為零）。線極化方式對天線的方向要求較高。當然在實際條件下，電磁波傳播途中遇到反射折射，會引起極化方向偏轉，有時一個信號既可以被水平天線接收，也可以被垂直天線接收，但無論如何，天線的極化方向常常是需要考慮的重要問題。

對于圓極化，無論收信天線的極化方向如何，感應出的信號都是相同的，不會有什么差別（電磁波在任何方向上的投影都是一樣的）。所以，采用圓極化方式，使得系統(tǒng)對天線的方位（這里的方位是天線的方位，和前面所提到的方向系統(tǒng)的方位是不同的）敏感性降低。因而，大多數(shù)場合都采用了圓極化方式。

打個形象的比喻，線極化類似彎曲在地面上爬行的蛇，圓極化類似蛇繞在木棍上繞行。再打個比喻，你拿一根繩子，上下擺，繩子傳遞的波就是線極化形式的；不斷地畫圓，傳遞的波就是圓極化的。