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无方向性天线

通信学科术语

无方向性天线是指在全部方向上辐射强度都相等的天线，又称理想的无方向性天线是一点源，它向四面八方辐射的强度都相等。这种点源只是理论上的一种假设，实际上并不存在。工程上所谓无方向性天线是指天线在主要辐射平面上没有方向性，它的方向性图是一个圆。例如，偶极子天线的方向性图在垂直于偶极子轴线的平面上是一个圆，而在包含偶极子轴线的平面上是一个8字形。通常关心的辐射平面是水平面，因此垂直偶极子天线是一副水平无方向性，垂直弱方向性的天线；水平偶极子天线则是一副水平弱方向性天线。

定义
无方向性天线是指在全部方向上辐射强度都相等的天线，又称理想的无方向性天线是一点源，它向四面八方辐射的强度都相等。
天线的方向性
天线向各个方向辐射或接收电磁波相对强度的特性。对发射天线来说，天线向某一方向辐射电磁波的强度是由天线上各点电流元产生于该方向的电磁场强度相干合成的结果。
如果把天线各个方向辐射电磁波的强度用从原点出发的矢量长短来表示，则将全部矢量终点连在一起所构成的封闭面称为天线的立体方向图，它表示天线向不同方向辐射的强弱。任何通过原点的平面与立体方向图相截的轮廓线称为天线在该平面内的平面方向图。工程上一般采用主平面上的方向图来表示天线的方向性，而主平面一般是指包含最大辐射方向和电场矢量或磁场矢量的平面。
不同天线有不同的方向图。有些天线的方向图呈现许多花瓣形状,一般由一个主瓣和若干个旁瓣（或称副瓣）组成。
用电场或磁场强度来表示辐射强度的方向图称为场强方向图；用功率密度的大小来表示的称为功率方向图。在功率方向图的主瓣中，功率降到主瓣最大值一半的两点所张的夹角称为主瓣的半功率点宽度(简称主瓣宽度)，用它可以表示天线集中辐射的程度。主瓣宽度越小，表示天线的辐射能量越集中在天线的最大辐射方向。
方向图中的最大旁瓣(通常是邻近主瓣的第一旁瓣)与主瓣最大值的比值称为旁瓣电平，通常用分贝(dB)来表示。例如，在功率方向图中
另外一个表示天线集中辐射程度的参量是天线的方向性系数或天线增益。向各方向均匀辐射的理想点源天线称为均匀辐射器并用作比较基准。天线方向性系数的定义是：在总辐射功率相同的情况下，天线在最大辐射方向的辐射功率密度P与均匀辐射器在该方向的辐射功率密度P0的比值，通常以D来表示
天线增益的定义是:在总输入功率相同的情况下,天线在最大辐射方向的辐射功率密度P与均匀辐射器在该方向的辐射功率密度P0的比值，通常以G来表示
天线的辐射效率η是总辐射功率与总输入功率之比,所以如果理想均匀辐射器辐射效率为100%，则天线的增益与其方向性系数的关系为G=ηD。
以上内容是对发射天线来说的，但根据互易定理，同一天线如作为接收天线，将具有相同的方向图和方向性系数。
实例
多节共轴半波天线阵和多段共轴蝙蝠翼天线阵是水平无方向性天线，但却都是垂直强方向性天线。
将中点馈电的偶极子天线截去一半，使其中性平面接地，就构成底端馈电的单极子天线，如图1（a）所示。通常广播用的铁塔天线，移动通信中用的鞭天线都是单极子天线。这些天线在水平面上都是无方向性的。
单极子天线的底板，理论上应为无限大，实际上是不可能的。在移动电台是用机壳或有限尺寸的金属板作为底板。对于固定电台，例如铁塔天线，可以在地面下铺设地网作为底板。
在单极子天线的顶端加上一根或几根导线就构成T形、倒L形或伞形天线，如图1（b）～1（d）所示。加顶的作用在于将单极子上部近于波节的小电流低辐射效率部分移至称为顶负荷的水平部分，从而使天线电流分布近于波腹的大电流部分位于天线的垂直部分，以增大天线的辐射强度，并可减小匹配调谐线圈的电感。
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