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【看图学通信】常见天线类型究竟有哪些?

2018-10-19
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天线,作为无线通信系统的重要组成部分,有着不可替代的作用。



在我们的生活中,有很多类型的通信需求,例如长距离通信、短距离通信、卫星通信、微波通信、手机通信、点对点通信、点对面通信,等等。


拨打卫星电话


不同的需求,对应使用不同的通信频段,以及不同的通信系统。因此,需要使用不同类别的天线。


所以,我们有各式各样的天线,可以说是奇形怪状,五花八门。没有人能够说清楚,地球上到底有多少种天线。



今天,小枣君就给大家介绍一下,我们最常见的12种天线。



1、 水平半波偶极天线(Dipole Antenna),也称DP天线


DP天线


这种天线,由两根长度相等的导体,水平或倾斜架设而成,是一种最简单、最基本的天线。


天线的总长度大概等于半波长的95%,两个振子都是1/4波长的95%。


DP天线的长度


该天线的辐射方向,是以天线为对称轴,馈电点为切点的两个圆。


天线辐射方向示意图


除了水平架设以外,GP天线还可以倒V(正V)架设——天线的夹角在110度至120度之间,通过改变了发射仰角,来协调远距离和近距离的通信。


倒V天线


有时候,会在巴伦(一种连接振子和电缆的三端口器件)上加装多对振子,使天线能够工作在更多的波段上。


5波段短波倒V天线(看上去像雨伞的伞骨)


除了水平和倒V,DP天线还衍生出了很多其它种类的天线。



2、垂直单极天线(Vertical Antenna),也称GP天线

短波GP天线


GP天线就是源自偶极天线的一种变形天线。


天线底端通过与馈线的内导体相连,馈线的外导体与地网相连,水平方向上辐射是一个圆。因此,该天线在各个方向上的接收和发射能力相同,适合做全向接收发射。


GP天线的地网


通常,移动手持设备采用GP天线居多。


手持对讲机


此外,我们经常在户外爱好者越野车上看到的天线,也是一种垂直GP天线,工作在U/V波段



3、 温顿天线(Window Antenna),又称偏馈半波天线


温顿天线


这种天线多半是用一根单导线制成,馈线也是单导线,接在偏离中心点14%的地方,普遍的情况是用作接收天线,也有做发射天线的。


温顿天线变通架设示意图


温顿天线因为占地小,便于携带,适合无线电爱好者使用。



4、八木天线(Yagi Antenna)


八木天线


大名鼎鼎的八木天线,1925年由当时的日本东北大学担任部长的八木秀次和宇田新太郎发明。“Yagi”是八木的英文拼写,并不是说有“八根木头”。


这种天线由多个单元组成,并且具有较强的方向性,引向器越多,方向性越强,增益也越高。


八木天线可以在多个波段上工作,有时候也用于无线电测向。




5、碟形天线(Dish Antenna


碟形天线


专门用于长距离通讯的高方向性天线,有极窄的波束宽度与很高的增益值,也可称为高增益指向性天线。


这种天线通常用于点对点的通讯连接,天线彼此之间必须很精准的瞄准,而且天线之间的直视(Light of Sight)必须没有任何阻碍物。



6、格状天线(Grid Antenna),也叫栅格天线


格状天线


这种天线的特点和碟形天线类似,一般用于S波段的讯号接收。它的栅格密度不得大于其波长,不然效率就低。



7、锥形天线(Conical Antenna)



属于超短波天线的一种,是一类典型的宽频带全向天线。它的特点就是增益高。



8、方框天线(Quad Antenna)


方框天线


这是一种效果良好的远距离通信天线,基本上可以达到八木天线的通联效果。


工作频段在50MHz的方框天线


方框天线还有一些变种,例如三角形天线。之所以做成这样,主要是出于机械结构方便性的考虑。


三角形天线


9、长线天线(Long Wire Antenna)


长线天线(左边那根细线)


长线天线也是一种常见的天线形式,主要构成其实就是一根导线。


长线天线的结构



10、环形天线(Loop Antenna)


环形天线


属于闭合回路天线,整个天线由圆形金属或管状金属构成,特点是体积小,效率高,方向性较强。



11、蛛网天线(Cobweb Antenna)


蛛网天线


蛛网天线也是一种常见的天线,主要用在短波上,有较强的方向性,并且所需的空间小于八木天线,效率较高。


它使用强度较高的非金属材料支撑,本身的激励单元和反射单元都是由普通的导线构成,机械强度低于全是金属振子的八木天线。



12、喇叭天线(Horn Antenna



喇叭天线是一种微波天线,属于面天线。它的优点是结构简单、频带宽、功率容量大、调整与使用方便。


如果合理选择喇叭尺寸,可以取得良好的辐射特性。




好啦,以上就是工作和生活中常见的一些天线类型。大家都记住了没?


实际上,天线类型虽然琳琅满目,但是工作原理其实都差不多,无非是将导行波变成空间波,空间波变成导行波。


关于天线的工作原理,大家可以参考我的另一篇文章:关于天线,有史以来最强的科普文


今天就到这里,咱们下期再见!



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