无线电天线入门指南：从原理到应用，从了解天线特性参数开始到常见天线全解析。

引言

天线是无线电通信系统中不可或缺的组成部分，它负责将传输线送来的高频电能转换为无线电波辐射到空间，或者将空间中的无线电波接收下来转换为电信号。无论是手机通信、广播电视，还是卫星导航、雷达探测、玩业余电台，还是参与无线电测向运动，天线都是不可或缺的关键角色。它到底有哪些“黑科技”？为什么有的天线是根“棍子”，有的却像“鱼骨”？今天我们就结合天线的核心特性与几种常见天线，帮你一次弄懂！

一、常用天线类型介绍

1. 直立天线

直立天线是较为常见的一种线状天线 ，与地面垂直架设。它分为对称 和不对称 两种形式：

•• 对称直立天线：采用中心馈电，上下两臂长度相等•• 不对称直立天线：将对称直立天线的一个臂接地，在天线与地之间馈电，也称垂直接地天线。一般所指直立天线，大多情况下指的是不对称直立天线【图1 直立天线结构示意图】•• (a) 对称直立天线•• (b) 不对称直立天线💡 对称直立天线采用中心馈电，不对称直立天线则一个臂接地 直立天线的方向特性当架设高度小于λ/2时，天线的最大辐射方向集中于地面。在水平平面的方向图为圆形，表示无方向性（全向辐射）。【图 直立天线方向图】

•• (a) 垂直平面方向图•• (b) 水平平面方向图（圆形，无方向性）直立天线结构简单，容易架设，在长波、中波、短波和米波等很宽的频率范围内均可使用。将导线按实际情况基本垂直于地面架设时，称为软天线 。它的优点是天线长、发射效率高，可按实际环境灵活架设，便于隐蔽。

2. 磁性天线

将线圈绕在铁氧体制成的磁棒上，称为磁性天线 。它是半导体收音机问世后广泛用于便携式收音机的经典天线类型，160m和80m波段测向机也多采用这种天线。

【图 磁性天线实物图】

绕制在磁棒上的线圈天线 磁棒的特性磁棒由软磁铁氧体材料制成，具有很好的软磁性——既易被磁化，又极易退磁。分为两大类：材料类型适用场景特点金属磁性材料低频大功率如电源变压器铁芯铁氧体材料高频小功率高电阻率，高频损耗小【图 磁棒对磁场分布的影响】

•• (a) 均匀磁场•• (b) 加入磁棒后的磁场分布磁棒能聚集大量空间磁力线，使线圈感应出很强的信号电压磁棒具有非常优良的导磁作用，使很小体积的天线可获得较高的效率。【图 磁性天线的结构示意图】

•• (a) 正视图•• (b) 侧视图磁性天线由磁棒、绕在磁棒上的天线线圈、引线及屏蔽等组成---

3. 八木-宇田天线（引向天线）

八木-宇田天线在20世纪20年代就开始研究，是一种有方向性的阵列天线，以两位日本发明者的名字冠名，也称引向天线、波道天线等。 八木天线的优势•• 结构简单、馈电方便•• 制作及安装容易、成本低•• 负载小、增益较高•• 在遥测、遥控、中继通信、电视接收等方面被广泛采用•• 是目前2m波段测向较为理想的天线该天线由一个有源半波振子（直线振子或折合振子）和一个或若干个无源振子（包括反射器和引向器）排列在同一平面上构成：振子类型连接方式臂长特点作用有源半波振子经馈线与发射机/接收机连接中心为馈电点信号发射/接收反射器无源臂长稍长于半波振子反射信号，增强前方辐射引向器无源臂长稍短于半波振子引导信号，形成定向辐【图 八木-宇田天线的结构示意图】•• 左：原理图（D1-D3引向器，A有源振子，R反射器）•• 右：实物结构图💡 该天线的最大接收方向或辐射方向是引向器所指方向，引向器数目越多，方向越尖锐。【图 2m波段所用八木-宇田测向机及其天线方向图】

•• 左：2m波段测向机结构（尺寸标注，单位：mm）•• 右：天线方向图（极坐标方向图）---

4. 环形天线

将导线绕成环形、框形、菱形等形状，并在两端馈电的天线称环形天线。高频电磁能从两端馈入环形天线。【图 环形天线】•• (a) 绕法•• (b) 形式（环形、框形、菱形） 环形天线的特点•• 方向性：其方向图与半波折合振子天线的方向图类似，具有双向性•• 尺寸：天线尺寸很小•• 效率：辐射效率低•• 用途：通常只作接收用•• 应用：用于长波、中波和短波波段的测向•• 历史：在测向运动发展的初期，被广泛应用在80m波段测向机上二、天线的特性和参数

1. 天线的方向性天线的方向性是指天线向一定方向辐射或者接收来自某一方向无线电波的能力。💡 天线向空间辐射无线电波时，并不是向任何一个方向辐射的强度都一样。不同的天线，向各方向辐射的场强也不同，这说明天线发射无线电波具有方向性。为了表达天线的方向性，在离天线等距离的地方，不同的方向上测量天线辐射电波的电场强度，并将其值按比例标在以方向为坐标的图上，就得到了天线的方向图。📐 方向图的特点•• 以最大辐射方向的场强作为1，其他方向的数值是该方向场强与最大场强的比值•• 方向图只表征天线的方向特性，并不表示某一点的具体场强数值（与发射功率无关）•• 一个平面只能表示出天线在一个平面的方向图•• 天线在空间的方向性，通常要用水平平面方向图和垂直平面方向图来表示•• 与测向运动结合较紧密的是水平平面方向图---
2. 天线的阻抗与调谐天线将传输线送来的高频电能大部分转换成无线电波的形式辐射到空间，少部分消耗在自身存在的电阻、天线绝缘子的漏泄和周围环境的吸收上。Zₐ = Uₐ / IₐZₐ = Uₐ / Iₐ天线输入阻抗 = 输入端电压 / 输入端电流⚡ 阻抗的组成输入阻抗不是一个纯电阻，而是由两部分组成：•• 输入电阻(Rₐ)：与辐射和损耗相关的电阻分量•• 输入电抗(Xₐ)：与天线的电感、电容特性相关的电抗分量天线的输入阻抗随天线长度或频率的变化而变化。天线的直径越大，天线长度与直径之比越小，天线输入阻抗随频率的变化也就越缓慢，即天线的频带宽度加宽了。💡 发射机（或馈线）与发射天线连接时必须注意：1.1. 阻抗匹配2.2. 天线回路谐振这样才能获得最大的功率输出。工业产品的80m波段测向信号源其天线是现成的，输入电阻已定，工作时必须将调谐指示调到最大（即谐振）。---
3. 天线效率天线效率η是指天线真正辐射出去的功率与输入天线里的总功率之比：η = PΣ / Pₐη = PΣ / Pₐ输入功率中包括辐射功率和损耗功率，损耗功率包括天线结构上及其附近金属物体、绝缘体和地面的损耗等。📈 影响效率的因素•• 随着工作频率的提高，天线的效率可以提高•• 超短波天线的效率比短波高•• 天线的效率总是小于1（有能量损耗）---
4. 天线增益增益，增即增加；益即益处、好处、收益。一般增益在电子科学中都代表放大多少，但由于天线是无源器件，即无能量的转换，不可能对信号进行放大。所以，天线增益代表的是对信号能量集中的程度与转换的效率。天线对信号的能量集中是通过振子的数量增加而实现的，振子数量越多则对能量的集中程度越高，增益越大。高增益天线一般都是长且重。G = Pₐ₀ / Pₐ （单位：dB）G = Pₐ₀ / Pₐ （单位：dB）天线增益 = 理想无损耗方向性天线输入功率 / 该天线总输入功率---

三、天线应用场景应用天线类型说明📻 广播收听磁性天线广泛用于便携式收音机📡 电视接收八木天线用于电视信号接收🧭 无线电测向直立/磁性/八木/环形160m/80m/2m波段测向🛰️ 卫星通信高增益定向天线抛物面天线等📱 移动通信全向天线手机基站天线✈️ 雷达探测定向扫描天线相控阵天线等## 总结

天线是无线电通信的"耳朵"和"嘴巴"，不同类型（直立天线、磁性天线、八木天线、环形天线 ）有着不同的特性和应用场景。理解天线的方向性、阻抗、效率和增益等参数，对于正确选择和使用天线至关重要。无论是业余无线电爱好者还是专业通信工程师，掌握这些基础知识都是必不可少的。

💡 小建议 ：

• 初学者可以先从直立天线 和磁性天线 入手，感受基础方向性。
• 玩测向或远程通信，八木天线 会让你体验到“指哪打哪”的快感。
• 任何时候都别忽略阻抗匹配与调谐 —— 天线再好，不匹配也是白费。

📚 本文内容基于无线电通信基础知识整理

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