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天线的分类
一、按工作性质分类
1.1、 接收天线
接收天线能够将空间中接收的电磁波能量转换为电信号。接收天线通常具有选择性,在只接收来自特定方向的信号的同时抑制来自其他方向的干扰和噪声。
1.2 、发射天线
发射天线能将电信号转换为电磁波发射到空间中,能在特定的方向上集中辐射电磁波能量,从而提高通信距离和信号强度。发射天线通常具有较高的增益和定向性,以确保能量的有效利用和减少能量的散失。
1.3 、收发共用天线
顾名思义,收发共用天线能够同时处理发射和接收的信号。这种天线利用特定的技术,如环行器或极化分离器,来隔离收发信号,避免相互干扰。收发共用天线的设计旨在节省空间、降低成本,并提高频谱利用率。在基站、移动通信设备和卫星通信中经常使用到收发共用天线。
二、按方向性分类
2.1、定向天线
定向天线具有尖锐的辐射方向,能量集中于特定方向。
2.2、全向天线
全向天线辐射的信号能量在水平面上均匀分布,适用于大范围区域的信号覆盖。
三、按用途分类
3.1、通信天线:用于移动通信、卫星通信等。
3.2、广播天线:用于电视和广播信号的传输。
3.3、雷达天线:用于雷达系统,用来发送和接收用于探测目标的信号。
3.4、测向天线:用于确定无线电信号的方向。
3.5、导航天线:用于航天器的通信。
四、按频带特性分类
4.1、窄频带天线:工作在狭窄的频率范围内。
4.2、宽频带天线:工作在较宽的频率范围内。
五、按极化特性分类
天线的极化方式是描述天线辐射电磁波矢量空间指向的参数,通常以电场矢量的空间指向作为天线辐射电磁波的极化方向。按极化特性主要将天线分为以下几种类型:
5.1、线极化
线极化的电场矢量在空间的取向固定不变。
线极化又分为水平极化和垂直极化,分别对应电场矢量方向与地面平行或垂直的情况。
5.2、圆极化
当无线电波的极化面与大地法线面之间的夹角从0°到360°周期地变化,电场矢量末端的轨迹在垂直于传播方向的平面上投影是一个圆时,称为圆极化。
圆极化根据电场旋转方向不同,可以进一步分为左旋圆极化和右旋圆极化。
5.3、椭圆极化
若电场矢量的水平分量和垂直分量振幅不等或相位差不满足圆极化的条件,此时合成矢量端点的轨迹为一个椭圆,这种情况称为椭圆极化。
椭圆极化根据电场旋转方向不同,也可以分为左旋极化和右旋极化。
注:线极化和圆极化是椭圆极化的两种特殊情况。在实际应用中,选择合适的天线极化方式对于提高无线通信系统的性能至关重要。
六、按外形分类
常见的按外形分类的天线有:
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鞭状天线:一种细长的天线,通常用于移动通信和广播接收。
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T形天线:由一个垂直的主杆和两个水平的臂组成,用于电视和无线电通信。
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Γ形天线:形状类似希腊字母Γ,用于特定的通信系统。
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V形天线:由两个斜向的臂组成,用于定向通信。
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菱形天线:呈菱形形状,用于特定的应用场景。
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环形天线:由金属环构成,用于微波通信。
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螺旋天线:由导体绕成螺旋形状,用于接收圆极化波。
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波导口天线:安装在波导端口上,用于微波频段。
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波导缝隙天线:通过波导中的缝隙辐射电磁波。
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喇叭天线:具有喇叭形状的辐射口,用于微波频段。
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反射面天线:利用曲面反射面来聚焦电磁波,如抛物面天线和八木天线。
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对数周期天线和阵列天线:由多个单元组成,用于提高增益和定向性。
注:这些天线的外形设计直接影响其辐射特性和应用领域,在实际工作中设计师会根据具体的通信需求选择合适的天线类型。
七、按载体分类
7.1、船载天线
船载天线安装在船舶上,是船舶通信系统的重要组成部分,用于实现船舶与陆地、其他船舶或卫星之间的通信。
7.2、机载天线
机载天线安装在飞机上,用于航空通信。
7.3、车载天线
车载天线安装在车辆上,用于车辆通信。
7.4、星载天线
星载天线用于卫星通信,负责在太空中与地面站之间传递信息。它们的设计和性能直接影响到卫星通信系统的通信质量和可靠性。
八、总结
我们需要理解到天线的分类反映了天线在不同应用领域中的多样性和专门化设计。而天线的设计和选择对于确保无线通信系统的性能至关重要。
原文始发于微信公众号(网络安全自学):天线的分类
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