一、天线是什么？
在无线系统中,空间信号的发射和接收都是依靠天线来实现的。
什么是天线？天线是一种能量转换装置，将电信号作为天线电波发射到空间，收集无线电波产生电信号的装置。
天线的其他功能
天线是一个阻抗匹配器件——有效地将发射机功率馈送到空间；
天线是一个照射或聚焦器件——定向辐射能力；
天线是一个极化器件——产生指定极化的电磁场。
天线的分类
用途——侦测天线、通信天线、导航天线、雷达天线、广播天线等；
使用波段——为长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线和微波天线等；
结构形式——线天线和面天线、喇叭天线、微带天线等
聚焦特性——强方向性天线和弱方向性天线，或定向和全向天线，
工作频带——宽频带和窄频带天线；
极化形式——线极化和圆极化天线等；
工作原理——驻波天线、行波天线、阵列天线等等。
二、天线在电子系统中的应用
通信、广播（电视）、侦察与测向、雷达、导航、敌我识别等
2.1 通信天线
常见的无线通信方式
长波通信——天波和地波传播
短波通信——天波和地波传播
超短波通信——视距传播和绕射传播
微波通信——视距传播。
通信天线——短波
通信方式：地波和天波
通信设备：短波电台
三线天线
笼形天线
对数周期天线（固定或旋转）
多模多馈天线
对数周期天线
八木天线
移动通信天线
通信天线——微波
卫星通信天线——以抛物面天线为主
抛物面天线
2.2 广播天线
常见的广播电视频段
中波广播——局部
短波广播——全球
调频广播——近距离
电视——近距离
中波、短波广播（也有定向广播）
调频广播和电视
2.3短波侦察——鱼骨天线
短波侦察——鱼骨天线
短波侦察——对数周期天线
短波侦察——菱形天线
短波测向——分节负荷天线
短波测向——环天线
超短波侦察
——对数周期天线
——同相水平天线阵
——有源偶极子天线
——双锥天线
超短波测向——比幅
超短波测向——比相
微波侦察
——抛物面天线
——喇叭天线
——波导缝隙天线
——微带天线
——相控阵
2.4 雷达
机械式雷达
相控阵雷达
GPS 、塔康等
三 、天线的主要性能指标
工作频率:天线的工作频率是指天线的主要性能参数或某个性能参数满足指标要求的频率范围
输入阻抗: 天线的输入阻抗是天线馈电端输入电压与输入电流的比值。天线与馈线的连接，最佳情形是天线输入阻抗是纯电阻且等于馈线的特性阻抗。天线的输入阻抗一般为50Ω。如果不等于50Ω，那么需要采取阻抗匹配措施。匹配的优劣一般用驻波比表示。
驻波比VSWR：它是行波系数的倒数，其值在1到无穷大之间；完全匹配时，VSWR等于1；完全反射时，VSWR为无穷大。
驻波比
天线的极化方式：所谓天线的极化，就是指天线辐射时形成的电场强度方向。当电场强度方向垂直于地面时，此电波就称为垂直极化波；当电场强度方向平行于地面时，此电波就称为水平极化波。
方向性系数
方向性系数定义：在相同的辐射功率Pr条件下，某天线与无方向性天线，在同―距离r上的功率密度之比：
通常用dB表示
在短波波段其数值大约从几到十几
天线增益
天线的增益G是指：在相同的输入功率P条件下，某天线与无方向性天线，在同―距离r上的功率密度之比
增益与方向性系数的差别在于：增益是输入功率相同，方向性系数是辐射功率相同。而辐射功率与输入功率之比即为天线辐射效率η。所以增益G和方向系数D有如下关系：
天线的波瓣宽度
天线的方向图中一般有两个瓣或多个瓣，其中最大的瓣称为主瓣，其余的瓣称为副瓣。主瓣两半功率点间的夹角定义为天线方向图的波瓣宽度，又为半功率（角）瓣宽。主瓣瓣宽越窄，则方向性越好，抗干扰能力越强。
天线的其他参数：天线输入接口、天线尺寸、天线重量、抗风能力、工作温度、湿度、雷电防护、三防能力
四、天线的设计
应该具备的能力：指标分析、单元天线设计、天线阵、短波天线的特殊性、超短波天线设计、测向天线设计
天线设计师
天线设计师一般应具有的能力：
天线与电波传播理论；
掌握1-2种电磁仿真软件，以及电路分析和PCB设计软件；
掌握天线主要技术指标的测试方法；
了解各种线缆与连接器；
了解主要金属材料和非金属材料特性；
了解环境适应性与可靠性的相关知识；
了解天线的加工制造及安装架设。
指标分析——频率范围
相对带宽：
半波偶极子的带宽＜10％；
宽带偶极子的带宽约70％（倍频）；
（套筒偶极子、三角形偶极子）；
宽带天线：对数周期、双锥、盘锥、喇叭、平面螺旋、加载线天线；
指标分析——驻波比
驻波比与增益损失的关系
驻波比反映了传输线与天线的匹配程度
一般要求VSWR≤2.0或≤2.5
驻波比好，并不意味着增益高；
指标分析——增益
半波偶极子增益为2.15dB
带反射板的宽带偶极子增益为5-7dB
一般的对数周期天线增益为5-7dB
获得高增益的方法：天线阵列、反射面
指标分析——方向图参数
增益与波束宽度：
增益一定时，增大方位面波束宽度，必然压缩俯仰面波束宽度；
难度大的设计：宽带全向高增益天线
短波侦收天线设计要点
关注方向性增益，而非功率增益：
电离层反射，电波远距离传播；
无限大地面影响，方向图只有半空间；
天线俯仰面波束指向，与架设高度密切相关
几种天线的输入阻抗：
鱼骨天线（下引线端口） ：200欧姆；
对数天线：300欧姆；
菱形天线（下引线端口） ：350欧姆
笼形天线：350欧姆；
关注水平面方向图特性，全向或8字形：幅相一致性，同时关注土壤均匀性；减小不平衡度影响，避免电缆寄生接收；分节负荷天线：差分输出或单端口输出
根据双方位置，估计白天和夜晚通信频率；根据通信距离，确定天线俯仰面波束仰角；根据频率，确定笼形天线的臂长； 根据仰角，确定笼形天线的架高。
笼形天线
通信距离与天线仰角
超短波天线种类太多，选择天线形式（对数、偶极子、螺旋、贴片）；根据增益和方向图要求，确定组阵方式；详细仿真，结构设计与仿真；功分器设计。
阵增益与阵元数量的关系
天线阵的阵增益符合一般的估算方法。天线阵的阵增益G与天线单元个数N的关系可近似为：
其中η为合成效率。
还要考虑功分器损耗
天线增益与口径的关系
天线的增益与天线口径的关系可近似为：
其中efficiency为口径效率，Area为天线口径面积。
口径效率与波长相关，一般来说平板天线为80％以上，抛物面天线50％~ 80％。
五、天线的调试
熟练掌握主要技术参数的测试方法、测试环境要求、驻波比调试、不平衡对偶极子天线的影响、波束指向偏离对增益的影响、电路调试
天线调试工作要点
天线测试环境：微波暗室，或开阔场地
最小测试距离R，有很多不同要求
R≥2D²/λ 当 d≤0.41D
R≥(d+D)²/λ 当 d＞0.41D
一般的自由空间测试场，R取R≥2D²/λ
其中d为发射天线口径最大尺寸，D为待测天线口径最大尺寸。
对于端射天线，通常取R≥10L L为天线的纵向长度
通过驻波比调试，看中心频率是否与设计吻合；
驻波比达标后，再进行增益测试；
增益测试过程中，需观察最大增益方向是否偏离，由于地面影响，超短波低频段的波束容易上翘，导致最大增益测不准
电路调试：优选电感、电容、电阻及磁芯。了解不同元件在高低频的复阻抗。
选择合适的平衡/不平衡变换方式，减小偶极子馈电电缆的寄生接收；
低频段的扼流方式：
电缆盘绕，或套磁环，可有效消除电缆外皮的电流；
对阵列天线而言，要逐一测试单元的幅相一致性
六、天线工程
安全第一、充分利用公司经验、注重结构设计、现场安装
依靠公司经验：材料的粗细，厚薄，不要轻易变
多吸收先进企业的产品及工程经验；
关注新材料；
抗风，耐振动冲击，三防，是天线的生命；
外形美观协调，轻便，便于安装架设，赢得用户
七、天线与市场
了解用户、对用户需求的理解、熟悉自己公司业务范围和相关产品、掌握主要技术指标的意义、影响天线价格的因素
对用户需求的理解
面对形形色色的用户，会有千奇百怪的天线需求，有的是合理的，有的不合理的；有的容易实现，有的需要深入研究。
专业用户提出的需求，往往较为合理，但有一定难度（否则他们早就在市场上找到了对应产品）；
对天线理解不深的用户，提出的天线需求，有的是简单的、易于实现的，而有的简直是矛盾的、不可实现的。
通信距离远
通信距离远，就需要天线增益高、效率高、发射功率大。
对于短波通信来说，我们需要用户提供天线架设环境、主要使用频率、通信对象的距离、发射功率、天线距离机房多远等参数，以便于进行系统设计。
如果通信的某一方处于电磁环境恶劣的地方，通信效果也会变差。
超短波通信，应尽量使天线架设的更高（楼顶、山顶等）
侦收灵敏度高
提高侦收灵敏度，是一项系统性任务。
牵涉到天线的方向性系数（方向性增益）、电磁环境、系统噪声、射频前端的非线性性能；
不是一味提高天线增益就能解决的问题。
测向性能好
提高天线增益（或天线系数），对提高测向灵敏度，有一定帮助。
测向性能的提高，更是与测向算法、孔径大小密切相关。同样的天线配属不同算法的测向机，测向结果也会有较大差异。
高增益宽波束
就天线的增益、波束宽度而言，是互相关联的。增益高，波束必然变窄。
针对这种指标，要么在横向组阵，压缩方位面波束宽度，保证俯仰面有一定宽度覆盖；要么纵向组阵，压缩俯仰面波束宽度，保证方位面有一定宽度覆盖。
否则，用户的需求就是不合理的。
高性能小尺寸
小尺寸，必然带来阻抗高、Q值低，难于匹配。小尺寸天线的综合性能指标必然会受到很大影响。必须对指标进行妥协，要么增益下降很多，要么驻波比不要求，等等。
快速拆装
一般会采取折叠、自动收放等措施，再加上轻量化设计
快速拆装，对天线性能和可靠性设计，提出了更高要求
我们可以提供哪些产品和服务
天线分系统及各类系列产品、覆盖频段：100kHz-20GHz、天线种类：以线天线为主、机动、固定式各种侦测天线、各种通信天线和干扰天线、工程安装及天线维修、围绕公司产品手册
影响价格的主要因素
天线尺寸；使用平台——陆地、车载、机载、舰载、弹载；技术难度（天线指标与结构的特殊要求）；材料费（金属、非金属）；制造费——加工、表面处理、包装；外购外包——整体外包、器部件采购，周期；环境试验费；安装环境——沿海、高原、高寒地区，人力成本高；测试条件——暗室或野外标准场地，测试费用；时间周期——交货周期、付款周期，财务成本；天线结构设计；材料的选择；制造工艺；表面处理工艺；环境试验；高质量的安装架设；指标测试；售后服务
