引用于 测试一号 在 2022年10月24日, 下午2:40

天线介绍视频和文章推荐

通俗易懂！看完你就是半个天线专家了

关于天线，有史以来最强的科普文

通俗易懂，天线基本原理介绍

这部分建议看我之前做的视频【从零开始的业余射电天文4】：天线介绍和1420MHz天线的分析，我觉得是比接下来写的文档要好了很多（这已经是我几年前所写的了），或者两个结合起来看

天线的选购

淘宝上所售卖有现成的观测1.4G电磁波的栅格抛物面天线，店铺名为“佛山源创杰通讯天线”，商品名称为“厂家直销1.4G抛物面栅格定向高增益天线，如下图1.0所示，在上面的视频中，我便是以该天线为例对天线性能进行介绍的。

图1.0 接收电视信号所用的电视锅

天线的概念

天线位于射电望远镜链路 的开端，具有很重要的地位

天线 ：一种能接收和发射电磁波的东西，例如可以用它来接收国际空间站过境

电磁波 ：肉眼能看到的 可见光 在本质上就是一种电磁波，我们也可以把电磁波称为光 ，所以我们把电磁波类比于可见光。

图1.1为接收电视信号所用的电视锅，其表面是抛物面，可以把平行入射的电磁波全部反射到一点（抛物面的焦点），光路图见图1.2。所以通常在焦点处放置一个收集电磁波的馈源 ，馈源上接有传输线 ，传输线会把接收到的信号传送到接收机

实际上所谓的馈源就是一个小天线，用来接收由抛物面聚集而来的电磁波，这个在我之前做的视频中有所介绍。

图1.1 接收电视信号所用的电视锅

图1.2抛物面光路图

天线的方向性

以下内容参考于《天线手册》/英文名：The ARRL ANTENNA BOOK

天线既可以接收电磁波，也可以发射电磁波。我们可以把天线当作一个手电筒，把手电筒发射出的可见光当作天线发射出的电磁波。

图1 电筒照亮整个黑暗区域的光束情况。读数来自照相用的光度计沿着圆圈取16个点值，用于表示出电筒的照射图形。

图1显示了一个在完全黑暗的房间里的一束电筒的光。为了量化我们的眼睛所看到的东西，我们使用摄影师所用的光强计来测量，并把其亮度分为0到10级。我们把光强计放在电筒的正前方，并调节光强计与电筒的距离，使光强计读数为10，即满量程。我们还要认真地记下光强计与电筒的距离。然后保持光强计与电筒的这个距离以及光强计离地面的高度，把光强计按箭头所示方向绕电筒移动，在若干个不同的位置记下光强计的读数。

记下所有读数后，我们把这些读数记在极坐标纸上，如图2所示。完成后，我们就画出电筒光的方向图样了。

图2 在图1电筒的照射图形。这些测量值使用平滑曲线连接起来画出，平滑曲线上某点到原点的距离即为该方向上光的强度。图中的同心圆表示光强计的读数(刻度)，'米读数'英文原文为meter reading，应该翻译为'仪器读数'即光强计的读数

天线的方向图也可以用类似的方法进行测量。对待测量天线加上一定的功率，用场强仪测量天线在每个方向上发射信号的强度，从而得到天线的接收方向图。由天线的互易原理(reciprocity theorem，没有必要深究) 可知，天线的接收方向图和发射方向图是一样的。

所谓的接收方向图，就是指天线对不同方向的灵敏度不一样。同一个信号，如果从天线灵敏度高的方向入射到天线，则我们在与天线相连的接收机上看到较强的读数，如果从天线灵敏度较高的方向入射到天线，则我们在接收机上会看到较弱的读数，甚至是零。而正如上文所说的那样，天线的接收方向图和发射方向图是一致的。

下面一节会提供一些实例，给读者以直观的感受

天线方向图实例

之前我们都是在二维平面上讨论天线的方向图，而实际天线的方向图都是三维的。

全向天线(omnidirectional antenna)

图1.1 对讲机上的全向天线，可以拆卸下来，然后在接口上给对讲机连接上新的天线

图片来源于链接

图1.2全向天线的方向图，就如同一个甜甜圈一样。容易看出在接收电磁波时，全向天线对上下方的信号非常不敏感，而对垂直于天线入射的电磁波敏感。

图片来源于链接

八木天线(yagi antenna)

图2.1接收电视信号所用的八木天线

图2.2 八木天线的三维方向图

图2.3 八木天线三维方向图中xz轴的横截面

图2.3 八木天线三维方向图中xy轴的横截面