一文详解天线辐射方向图

天线辐射方向图是天线的一个重要指标，指在离天线一定距离处，辐射场的相对场强（归一化模值）随方向变化的图形，是对天线辐射特性的图形描述方法。天线辐射方向图又名天线方向图和远场方向图。

所以天线辐射方向图是描述场或者功率作为球坐标系中θ和Φ的三维空间变量。在天线辐射方向图中，若干个最大辐射区域的集合，又叫做天线的波瓣图，其中一个主要的最大辐射区域称“主瓣”，若干个次要的最大辐射区域称“瓣”或“副瓣”。离主瓣最近的旁瓣称“第一旁瓣”。与主瓣的最大辐射方向完全相反的旁瓣称“后瓣”。

上图是一个沿着Z方向（θ=0°）辐射最强的定向天线的三维场波瓣图，大部分的辐射都集中在主瓣内，次瓣内也有辐射，在两个波瓣之间有一个辐射零点，天线辐射为0。

该波瓣图关于Φ对称，仅是θ的函数。如果把三维波瓣图沿着z轴剖开，就可以得到平面波瓣图，下图是归一化的平面场波瓣图，最大辐射方向在θ=0°上，最大值为1。在最大功率两侧下降一半的夹角定义为半功率波束宽度HPBW或者-3dB波束宽度；主瓣两侧第一个辐射零点的夹角定义的波束宽度成为第一零点波束宽度FNBW。这两种波束宽度都是非常重要的波瓣图参量。

上图中的平面波瓣图如果展开成一个笛卡尔坐标系中表示，就是下图的模样，x轴表示角度θ参量，而y轴表示天线辐射场功率的大小。

掌握天线的方向图不仅对于天线设计，对于天线使用都是至关重要的，我们在放置天线的时候，要尽可能的是最大辐射方向正对着使用区域，而不是让天线杆子指着使用区域，像下图一样。

但是对于普通的使用者来说，如何判断天线的最大辐射方向呢？

下面是我们整理的各种不同类型天线的辐射方向图，摆放天线的时候，可以根据天线的形状参考一下。

审核编辑：汤梓红