天线的结构与工作原理

天线是在无线电收发系统中，向空间辐射或从空间接收电磁波的装置。天线是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介中传播的电磁波，或者进行相反的变换，在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。广泛应用于广播、电视、无线电通信、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等领域。

天线是能够有效地将电磁波辐射到空间中特定方向或者有效地接收来自空间中特定方向的电磁波的设备。所有通过电磁波传输信号的设备都必须带有天线。一般天线都具有可逆性，即同一副天线既可用作发射天线，也可用作接收天线。同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。这就是天线的互易定理。天线是接受和发射无线电电磁波用的，分内置和外置两种天线；按用途分类可分为通信天线、广播天线、电视天线。

天线一般为无源器件，不能产生能量，天线增益体现为将能量有效集中向某特定方向辐射或接受电磁波的能力；天线的增益由振子叠加而产生，增益越高，天线长度越长；天线增益越高，方向性越好，能量越集中，波瓣越窄。

当导体上通以高频电流时，在其周围空间会产生电场 与磁场。按电磁场在空间的分布特性，可分为近区，中间区， 远区。设R为空间一点距导体的距离，在 R ﹤﹤ λ/2π 时的区域称近区，在该区内的电磁场与导体中电流,电压有紧密的联系。

在R﹥﹥λ/2π的区域称为远区，在该区域内电磁场能离开导体向空间传播，它的变化相对于导体上的电流电压就要滞后一段时间，此时传播出去的电磁波已不与导线上的电流、电压有直接的联系了，这区域的电磁场称为辐射场。

当导线的长度 L 远小于波长 λ 时，辐射很微弱；导线的长度 L增大到可与波长相比拟时，导线上的电流将大大增加，因而就能形成较强的辐射，天线发射天线正是利用辐射场的这种性质，使传送的信号经过发射天线后能够充分地向空间辐射。

如何使导体成为一个有效辐射体导系统呢？这里我们先分析一下传输线上的情况，在平行双线的传输线上为了使只有能量的传输而没有辐射，必须保证两线结构对称，线上对应点电流大小和方向相反，且两线间的距离<π。要使电磁场能有效地辐射出去，就必须破坏传输线的这种对称性，如采用把二导体成一定的角度分开，或是将其中一边去掉等方法，都能使导体对称性破坏而产生辐射。

天线开关管，亦称“收发管”，是一种用作雷达设备中的天线转换开关的高速气体放电器件。管内有两个相隔很近的锥形电极，当雷达发射机的大功率脉冲通过时，电极间立即产生气体放电而导电。当发射脉冲终止后，迅即恢复不导电状态。使用时装入谐振腔体中；也有把谐振腔和管子结合在一起的连腔式天线开关管。

手机天线开关的作用是切换天线工作状态的开关，天线开关接在电线和射频处理电路之间，开关的切换是CPU控制的。天线开关切换的是频段以及接收、发射状态。由于天线开关是天线和手机内部电路的之间的，所以会影响手机的信号，如果它开路，手机肯定没有信号。

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