天線,作爲無線通信系統的重要組成部分,有着不可替代的作用。
在我們的生活中,有很多類型的通信需求,例如長距離通信、短距離通信、衛星通信、微波通信、手機通信、點對點通信、點對面通信,等等。
不同的需求,對應使用不同的通信頻段,以及不同的通信系統。因此,需要使用不同類別的天線。
所以,我們有各式各樣的天線,可以說是奇形怪狀,五花八門。沒有人能夠說清楚,地球上到底有多少種天線。
今天,小棗君就給大家介紹一下,我們最常見的12種天線。
1、 水平半波偶極天線(Dipole Antenna),也稱DP天線
這種天線,由兩根長度相等的導體,水平或傾斜架設而成,是一種最簡單、最基本的天線。
天線的總長度大概等於半波長的95%,兩個振子都是1/4波長的95%。
該天線的輻射方向,是以天線爲對稱軸,饋電點爲切點的兩個圓。
除了水平架設以外,GP天線還可以倒V(正V)架設——天線的夾角在110度至120度之間,通過改變了發射仰角,來協調遠距離和近距離的通信。
有時候,會在巴倫(一種連接振子和電纜的三端口器件)上加裝多對振子,使天線能夠工作在更多的波段上。
除了水平和倒V,DP天線還衍生出了很多其它種類的天線。
2、垂直單極天線(Vertical Antenna),也稱GP天線
GP天線就是源自偶極天線的一種變形天線。
天線底端通過與饋線的內導體相連,饋線的外導體與地網相連,水平方向上輻射是一個圓。因此,該天線在各個方向上的接收和發射能力相同,適合做全向接收發射。
通常,移動手持設備採用GP天線居多。
此外,我們經常在戶外愛好者越野車上看到的天線,也是一種垂直GP天線,工作在U/V波段。
3、 溫頓天線(Window Antenna),又稱偏饋半波天線
這種天線多半是用一根單導線製成,饋線也是單導線,接在偏離中心點14%的地方,普遍的情況是用作接收天線,也有做發射天線的。
溫頓天線因爲佔地小,便於攜帶,適合無線電愛好者使用。
4、八木天線(Yagi Antenna)
大名鼎鼎的八木天線,1925年由當時的日本東北大學擔任部長的八木秀次和宇田新太郎發明。“Yagi”是八木的英文拼寫,並不是說有“八根木頭”。
這種天線由多個單元組成,並且具有較強的方向性,引向器越多,方向性越強,增益也越高。
八木天線可以在多個波段上工作,有時候也用於無線電測向。
5、碟形天線(Dish Antenna)
專門用於長距離通訊的高方向性天線,有極窄的波束寬度與很高的增益值,也可稱爲高增益指向性天線。
這種天線通常用於點對點的通訊連接,天線彼此之間必須很精準的瞄準,而且天線之間的直視(Light of Sight)必須沒有任何阻礙物。
6、格狀天線(Grid Antenna),也叫柵格天線
這種天線的特點和碟形天線類似,一般用於S波段的訊號接收。它的柵格密度不得大於其波長,不然效率就低。
7、錐形天線(Conical Antenna)
屬於超短波天線的一種,是一類典型的寬頻帶全向天線。它的特點就是增益高。
8、方框天線(Quad Antenna)
這是一種效果良好的遠距離通信天線,基本上可以達到八木天線的通聯效果。
方框天線還有一些變種,例如三角形天線。之所以做成這樣,主要是出於機械結構方便性的考慮。
9、長線天線(Long Wire Antenna)
長線天線也是一種常見的天線形式,主要構成其實就是一根導線。
10、環形天線(Loop Antenna)
屬於閉合迴路天線,整個天線由圓形金屬或管狀金屬構成,特點是體積小,效率高,方向性較強。
11、蛛網天線(Cobweb Antenna)
蛛網天線也是一種常見的天線,主要用在短波上,有較強的方向性,並且所需的空間小於八木天線,效率較高。
它使用強度較高的非金屬材料支撐,本身的激勵單元和反射單元都是由普通的導線構成,機械強度低於全是金屬振子的八木天線。
12、喇叭天線(Horn Antenna)
喇叭天線是一種微波天線,屬於面天線。它的優點是結構簡單、頻帶寬、功率容量大、調整與使用方便。
如果合理選擇喇叭尺寸,可以取得良好的輻射特性。
好啦,以上就是工作和生活中常見的一些天線類型。大家都記住了沒?
實際上,天線類型雖然琳琅滿目,但是工作原理其實都差不多,無非是將導行波變成空間波,空間波變成導行波。
關於天線的工作原理,大家可以參考我的另一篇文章:關於天線,有史以來最強的科普文。
今天就到這裏,咱們下期再見!