RF電路設(shè)計講座（1）射頻、微波天線技術(shù)探微
天線在無線電系統(tǒng)里的功能是什么呢？答案是，它是一個「門」、一個接口，透過它，射頻能量可以從發(fā)射機(jī)輻射到外面世界；或從外面世界到達(dá)接收機(jī)。底下將討論各種天線系統(tǒng)的技術(shù)。
天線特性 天線具有以下的特性和參數(shù)： 1. 輻射極場圖型（radiation polar
pattern）：天線會向四周輻射電磁波，以天線為中心，電磁場在各方向的強(qiáng)度可以用圖形描繪出來。 2. 指向性（directivity）
3. 效率 4. 增益 5. 等效面積 6.
相互性（reciprocity）：也叫作Rayleigh-Carson定理。當(dāng)電壓E作用在A天線上，促使B天線產(chǎn)生電流I。此時，使用相同的電壓E作用在B天線上，會在A天線上產(chǎn)生振幅和相位都相同的電流I。
7. 接收的噪聲功率 8. 終端阻抗，包括輻射電阻。 9. 接收系統(tǒng)的效益指數(shù)（G/T）：G是天線的增益，T是噪聲溫度（noise
temperature）。天線的接收靈敏度和G/T值大小有關(guān)，若G/T愈高，表示天線對微弱訊號愈敏感，接收效果也愈好。「噪聲溫度」是很抽象的觀念，它的定義應(yīng)該用數(shù)學(xué)公式表示。但若要以純文本描述的話，可以這么說：在一個通訊系統(tǒng)或被測組件里，當(dāng)頻率不變時，被動組件系統(tǒng)的溫度會使每單位帶寬的噪聲功率（noise
power）ρ增加，當(dāng)被動組件系統(tǒng)的ρ值等于此通訊系統(tǒng)的ρ值時，所得到的溫度就是「噪聲溫度」。請注意，被動組件是包含在此通訊系統(tǒng)或被測組件里面，有時此被測組件也被稱作「網(wǎng)絡(luò)的真正終端裝置（actual
terminals of a
network）」。例如：一個單純電阻的「噪聲溫度」就是此電阻的真正溫度；但是，一顆二極管的「噪聲溫度」可能是此二極管（真正的終端裝置）的真正溫度（接腳測量到的溫度）之?dāng)?shù)倍之多。噪聲溫度是以絕對溫度（-273oC）為零度，單位是K（Kelvin
）。 天線類型 辨別下列數(shù)種分類法有助于為天線分類： *輻射元素 *反射器天線 *輻射元素數(shù)組 輻射元素包括： *產(chǎn)生外場的電流天線
*擁有特定場分布的孔徑天線（aperture antenna） 電流天線 電流天線的形式包含了： *線形雙極（wire dipoles）
*線形單極（wire monopoles） *線形環(huán)路（wire loops） *螺旋輻射器（helical radiators）
*槽型天線 （slot antenna，雙線形天線） *微帶補(bǔ)片天線（microstrip patch antenna） 共振半波雙極
線形雙極具有普遍的外型與大小，如下圖所示： 雙極是雙極數(shù)組的基本元素，一個圓柱狀雙極（cylindrical dipole）是大約在 l =
0。95(λ/2) 處共振。一個雙極近共振的饋點電抗，大約與縮短過的四分之一波長的Z0
=1000奧姆之電線相同。等效傳輸?shù)淖杩故翘炀�大小的函數(shù)，如下圖所示： 取得共振（X = 0），從正確的半波長縮短之百分比，顯示如下。
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