- 电磁波产生的基本原理与天线的基本介绍

常用天线的辐射电阻R来试题天线辐射功率的能力。天线的辐射电阻是一个虚拟的量，定义如下：设有一电阻R，当通过它的电流等于天线上的最大电流时，其损耗的功率就等于其辐射功率。显然，辐射电阻的高低是衡量天线辐射能力的一个重要指标，即辐射电阻越大，说明天线的辐射能力越强。

3. 增益系数

增益系数是综合衡量天线能量转换和方向特性的参数，它的定义为：方向系数与天线效率的乘积，记为： D为方向系数，为天线效率。 可见，天线方向系数和越高，则增益系数也就越高。

物理意义：天线的增益系数描述了天线与理想的无方向性天线相比在最大辐射方向上将输出功率放大的倍数。也可以这样通俗地理解，为定向天线与理想全向天线（其辐射在各方向均等）在一定的距离上的某点处产生一定大小的信号之比。

例：如果用理想的无方向性点源作为发射天线，需要100W的输入功率，而用增益为 G = 13 dB = 20的某定向天线作为发射天线时，输入功率只需 100 / 20 = 5W 。 换言之，某天线的增益，就其最大辐射方向上的辐射效果来说，与无方向性的理想点源相比，把输入功率放大的倍数。

4. 极化方向

极化特性是指天线在最大辐射方向上电场矢量的方向随时间变化的规律。

极化方向，就是天线电场的方向。天线的极化方式有线极化方式有线极化（水平极化和垂直极化）和圆极化（左旋极化和右旋极化）等方式。

如何理解线极化？首先想象那幅经典的电磁波传播图，电场在一个平面以正弦波传播，磁场在电场的正交平面也以正弦波传播，我们从起点沿着传播方向去看电场，看到的就是一段短线，这种极化就是线极化。那么线极化的方向如何确定呢？当高频电流通过天线时，会在天线上产生高频电压，形成高频电场，这个电场方向一般与天线的走向一致，即线极化的极化方向是与天线的走向一致的。如果天线是水平方向架设的导线，产生的电场也是水平方向的，叫它“水平极化”天线；如果天线是垂直于地面架设的导线，产生的电场也是垂直方向的，叫它“垂直极化”天线。（通常直线导线结构的天线为线极化）

如何理解圆极化呢？同样是那幅经典的电磁波传播图，不过此时的电场大小始终不变，但是方向围绕着x轴不变旋转变化，但在任何一个平面上的投影都是一个正弦波，有点类似我们对信号的处理中辐度不变，但相位在不断变化。此时，从原点向传播方向去看电场，看到的就是一个圆，这种极化就是圆极化。当然，向左旋转就是左旋极化，向右旋转就是右旋极化。（通常螺旋结构的天线为圆极化）

只有收信天线的极化方向与所接收电磁波的极化方向一致才能感应出最大的信号来。根据这一原理，我们可以推断出以下结论。

对于线极化，当收信天线的极化方向与线极化方向一致（电场方向）时，感应出的信号最大（电磁波在极化方向上投影最大）；随着收信天线的极化方向与线极化方向偏离越来越多时，感应出的信号越小（投影不断减小）；当收信天线的极化方向与线极化方向正交（磁场方向）时，感应出的信号为零（投影为零）。线极化方式对天线的方向要求较高。当然在实际条件下，电磁波传播途中遇到反射折射，会引起极化方向偏转，有时一个信号既可以被水平天线接收，也可以被垂直天线接收，但无论如何，天线的极化方向常常是需要考虑的重要问题。

对于圆极化，无论收信天线的极化方向如何，感应出的信号都是相同的，不会有什么差别（电磁波在任何方向上的投影都是一样的）。所以，采用圆极化方式，使得系统对天线的方位（这里的方位是天线的方位，和前面所提到的方向系统的方位是不同的）敏感性降低。因而，大多数场合都采用了圆极化方式。

打个形象的比喻，线极化类似弯曲在地面上爬行的蛇，圆极化类似蛇绕在木棍上绕行。再打个比喻，你拿一根绳子，上下摆，绳子传递的波就是线极化形式的；不断地画圆，传递的波就是圆极化的。