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2025-08-22T02:57:55Z

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'''天線'''是一種用來發射抑是接收無線電波的設備'''。'''佇咧工程學中'''，天線'''是佇空間中導體內的電子運動佮傳播無線電波之間的媒介。佇傳輸中，發送器會佇天線頂施加電流，加起來的時變電壓抑是變電流來產生輻射的電磁場，予電流的能量轉變做無線電波。佇接收的時陣，天線會因為電場的感應，啊若佇咧天線內底產生的時陣變電流，而且佇咧其尾仔產生的時陣變電壓，產生電訊號經過處理了後，會當佇接收器中觀察抑是收聽。天線被廣泛應用廣播、點著點無線電通訊、雷達佮太空探索等等的通訊系統。天線是無線電通訊系統必需組件。

對物理學上，天線是一个抑是幾个導體的組合，典型的材料是半導體抑是金屬。天線通常接著無線電發送器抑是收信機，以全向抑是定向的方式來發射抑是接收無線電波，成做引導無線電波方向的組件。天線的長度嘛會決定講特性，佇咧無線電波內底的半波長之下，有較強的效率向指向性。天線的運作場景無定著，會當佇空氣佮外太空中做工課，嘛會使佇咧水下來運行，甚至佇某一寡頻率下面工作佇塗壤佮岩石內底。

==概述==

是特定三維（通常指水平抑是垂直）平面，會當共天線分做兩大基本類型：

一 . 攏向天線（佇平面當中齊勻輻射）
二 . 定向天線（閣講閣向天線，佇某方向輻射較濟）

佇自由空間來，任何天線攏向逐个方向輻射能量，但是特定的架構會當予天線佇某一个方向上得著較大方向性，毋過其他方向的能量輻射會使忽略。

通過增加附加導體棒抑是線箍（講號做單元）並改變其長度、間距佮方位（抑是改變天線波束方向），會當製造出真特性的天線，如八木天線。「天線陣列」抑是「天線陣」是指指數量的有源天線共用源抑是負載來產生定向的天線輻射方向圖。天線的空間關係通常嘛會影響著其他方向性。「有源單元」是講這工線單元的能量輸出由該單元內部的能量源所決定（毋是干焦通過電路的信號能量）或者是單元能量輸出的能量源由信號輸入所控制。「天線引入線」是佇咧信號源佮有源天線之間傳輸信號能量的傳導裝置（若傳輸線抑是饋線）。伊有源天線延伸出來直達源。「天線饋電」是講源天線佮放大器之間的元件。

==互能性==

有互能性的天線的電學特性佇咧無論是發射抑是接收的狀態之下，包甘發射功率、輻射方向圖、阻抗、頻闊、增益、諧振頻率佮偏振是仝款的。比如講，八木天線佇發射佮接受無線電波的時陣，伊的指向性是有仝款的。所以，為著方便溝通，描述天線的特性時通常袂講著發射抑是接收的狀態。

具互能性的天線是線性的，並且有雙向性（_ bilateral _）的物料落去做。雙向性指一个方向的電流或者是磁場的擾動佮對反方向的場或者是電流的擾動相仝。多數製做天線的材料嘛有互能性。一部份的微波天線屬於例外，𪜶由非典型的材料來做，比如講絕緣體佮環形器，包含諸如鐵氧體的單向性的材料，予𪜶較有互能性。

==天線諧振==

諧振是電子佇電容率變化的表面上，產生反射的現象，天線依賴諧振以處理訊號。佇天線頂懸，反射表面是由導體的尾溜產生的，通常是金屬線抑是金屬棒的尾溜。佇上簡單的情形下，伊的一節有饋電點 _，_ 連接著接收機佮收發機。導體佮所需要信號的電場對齊，予伊徛佇天線的時陣到源（抑是廣播天線情況下的接收器）的線。

==天線參數==

影響天線性能的臨界參數有真濟，通常佇天線設計過程內底會當進行調整，如果振頻率、阻抗、增益、空縫抑是輻射方向圖、極化、效率猶閣有帶闊等等。另外咧，發射天線閣有上大額定功率，接收天線是有噪音抑制參數。

===諧振頻率===

「諧振頻率」和「電諧振」佮天線的電長度相關。電長度通常是電線物理長度除以自由空間中波傳輸的速度和電線中速度之比值。天線的電長度通常由波長來表示。天線一般佇某一頻率調諧，並佇這个誠頻率是中心的一段頻帶頂懸有效。毋過其他天線參數（尤其是輻射方向圖和阻抗）隨頻率而變，所以天線的諧振頻率可能干焦佮遮的閣較重要參數的中心頻率相倚。

天線會當佇和目標波長成分數關係的長度所對應的頻率之下諧振。一寡天線設計有偌个諧振頻率，另外一寡是足闊的頻帶頂懸相對有效。上捷看的闊帶天線是對數禮拜天線，但是伊的增益佮狹帶天線愛細足濟的。

===增益===

天線設計內底，「增益」指天線上強輻射方向的天線輻射方向圖強度佮參考天線的強度比取對數。你若參考天線是全向天線，增益的單位為 dBi。比如講，偶極子天線的增益是二嬸一四 dBi。偶極子天線也常在用來參考天線（這是由於球對稱的完美全向參考天線無法度製造，根本原因是電磁波佇咧真空中是無色散的橫波，分別對應光子靜質量做零佮自旋為一的性質），這款情況下天線的增益以 dBd 為單位。

天線增益是無源現象，天線並無增加功率，是干焦重新分配爾予佇某方向頂懸比全向天線輻射閣較濟的能量。若天線佇一寡方向上增益為正，因為天線的能量守恆，伊佇其他方向頂懸的增益則為負。所以，天線所會當達到的增益愛佇天線的崁範圍佮伊的增益之間達到平衡。比如講，太空飛行器上碟形天線的增益真大，但是起範圍煞真狹，所以伊著愛精確地指向地球；啊若廣播發射天線因為需要向逐个方向輻射，伊的增益就足細。

碟形天線的增益佮孔徑（反射區）、天線反射面表面精度，猶閣有發射 / 接收的頻率成正比。通常來講，空徑愈大增益愈大，頻率是愈懸增益嘛愈大，毋過佇咧較懸頻率下表面精度的誤差會致使增益的真大降低。

「孔徑」和「輻射方向圖」佮增益密相關。孔徑是講佇上懸增益方向上的「波束」截面形狀，是二維的（有時空徑表示講為近來若親像截面的圓的半徑抑是波束圓錐所呈現的角色）。輻射方向圖是表示增益的三維圖，毋過通常干焦考慮輻射方向圖的水平和垂直二維截面。懸增益天線輻射方向圖常伴有「副瓣」。副瓣是指增益中除主瓣（增益上懸「波束」）外的波束。副瓣佇雷達等系統需要判定信號方向的時陣，會影響天線品質，因為功率分配副瓣猶閣會使主瓣增益降低。

===帶闊===

天線的帶闊是講伊有效作穡的頻率範圍，通常以其倚振頻率是中心。天線帶闊會當通過以下濟種技術增大，如使用比較粗的金屬線，使用金屬「網籠」來近若親像閣較粗的金屬線，尖端變幼的天線元件（若電喇叭內底），猶閣有真濟天線集做的單一部件，使用特性阻抗來選擇正確的天線。小型天線通常使用方便，猶毋過帶闊、sài-sù 佮效率上有著不可避免的限制。

===阻抗===

「阻抗」類似光學中的折射率。電波穿行佇天線系統無仝部份（電台、饋線、天線、自由空間）是會拄著阻抗差異。佇每一个接口處，取決於阻抗匹配，電波的部份能量會反射回源，佇饋線頂形成一定的駐波。這時陣電波上大的能量佮上細的能量比值會當測出，講叫做駐波比（SWR）。駐波比為一 : 所以一是理想的情形。一垺五 : 一的駐波比佇咧會當漚較關鍵的低能應用上予人看做臨界值。懸到六 : 一个駐波比也出現佇相應的設備內底。極小化逐个接口的阻抗差（阻抗匹配）將減小駐波比並極大化天線系統各部份之間的能量傳輸。

天線的復阻抗牽涉著這天線工作時的電長度。通過調節饋線的阻抗，準備欲共饋線當做阻抗變換器，天線的阻抗會當和饋線和電台相匹配。閣較捷看著的是使用天線調諧器、巴倫器、阻抗變換器、包含電容佮電感的匹配網路，抑是伽馬匹配的匹配段。

===輻射方向圖===

輻射方向圖是天線發射抑是接受相對場強度的圖形來描述。因為天線向三維空間輻射，需要數一个圖形來講。若天線輻射相對某乜對稱（如雙極子天線、草螺仔旋天線佮某一寡拋物面天線），干焦需要一張方向圖。

無仝款的天線供應商 / 使用者對方向圖有無仝款的標準佮製圖格式。

==參閱==

* 八木天線 ( 魚骨天線 )
* 天線術語列表
* 電磁學
* WiFi
* 衛星電視
* 兼無線電
* 無線電望遠鏡
* 射頻連接器
* 天線測量
* 史密斯圖

==參考資料==

[[分類: 待校正]]

天線 - 修訂紀錄

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