天线发展简史
天线的发展历程
天线的发展历程天线作为一种用于接收和发送电磁波的装置，经历了长时间的发展过程。
随着无线通信技术的逐渐发展，天线的设计与制造也得到了不断完善与进步。
天线的发展可以追溯到20世纪初，那时的天线多用于无线电通信。
最早的天线形式是一根金属线或金属棒，用于接收和发射无线电波。
这种天线形式结构简单，制造容易，但无法针对不同频率的信号进行调节，因此接收效果比较差。
随着电子技术的快速发展，人们对天线的性能有了更高的要求。
20世纪40年代，抛物面天线的发明使得天线的接收和发射性能得到了大幅提升。
抛物面天线将接收到的电磁波集中到一个点上，极大地提高了接收信号的强度和清晰度。
抛物面天线的使用在军事和通信领域得到了广泛应用，成为那个时代的主流天线形式。
20世纪60年代，随着卫星通信技术的兴起，新的天线形式也开始出现。
这时的天线已经远不止金属线或金属棒这样简单的形式，而是使用复杂的线圈和定向反射器进行信号接收和发射。
这些天线可以根据收发信号的不同频率进行调整，大大提高了通信质量。
到了20世纪80年代，随着移动通信的兴起，小型天线的需求量大幅增加。
这时的天线已经逐渐从传统的金属材料转变为微波材料。
微波材料的使用使得天线可以更加小巧轻便，方便嵌入到各种移动设备中。
同时，新的天线设计也开始出现，如手机天线、车载天线等，使得人们可以随时随地进行无线通信。
随着无线通信技术的快速发展，天线的设计也变得更加复杂多样化。
现在的天线已经可以实现宽频段的信号接收和发射，可以根据不同应用场景的要求进行定向和波束调控，还可以和其他通信设备进行结合，实现更好的信号传输效果。
总的来说，天线作为无线通信的重要组成部分，经过了上百年的发展与变迁。
从最早的金属线到现在的微波材料，天线的设计与制造经历了漫长而坎坷的道路。
随着无线通信技术的不断革新，天线也会继续发展变化，为人们的通信需求提供更好的解决方案。
天线发展史
天线发展史最早的发射天线是H.R.赫兹在1887年为了验证J.C.麦克斯韦根据理论推导所作关于存在电磁波的预言而设计的。
它是两个约为30厘米长、位于一直线上的金属杆，其远离的两端分别与两个约40厘米2的正方形金属板相连接，靠近的两端分别连接两个金属球并接到一个感应线圈的两端，利用金属球之间的火花放电来产生振荡。
当时，赫兹用的接收天线是单圈金属方形环状天线，根据方环端点之间空隙出现火花来指示收到了信号。
G.马可尼是第一个采用大型天线实现远洋通信的，所用的发射天线由30根下垂铜线组成，顶部用水平横线连在一起，横线挂在两个支持塔上。
这是人类真正付之实用的第一副天线。
自从这副天线产生以后，天线的发展大致分为四个历史时期.①线天线时期:在无线电获得应用的最初时期，真空管振荡器尚未发明，人们认为波长越长，传播中衰减越小。
因此，为了实现远距离通信，所利用的波长都在1000米以上。
在这一波段中，显然水平天线是不合适的，因为大地中的镜像电流和天线电流方向相反，天线辐射很小。
此外，它所产生的水平极化波沿地面传播时衰减很大。
因此，在这一时期应用的是各种不对称天线，如倒L形、T形、伞形天线等。
由于高度受到结构上的限制，这些天线的尺寸比波长小很多，因而是属于电小天线的范畴。
后来，业余无线电爱好者发现短波能传播很远的距离，A.E.肯内利和O.亥维赛发现了电离层的存在和它对短波的反射作用，从而开辟了短波波段和中波波段领域。
这时，天线尺寸可以与波长相比拟，促进了天线的顺利发展。
这一时期除抗衰落的塔式广播天线外，还设计出各种水平天线和各种天线阵，采用的典型天线有：偶极天线（见对称天线）、环形天线、长导线天线、同相水平天线、八木天线（见八木-宇田天线）、菱形天线和鱼骨形天线等。
这些天线比初期的长波天线有较高的增益、较强的方向性和较宽的频带，后来一直得到使用并经过不断改进。
在这一时期，天线的理论工作也得到了发展。
H.C.波克林顿在1897年建立了线天线的积分方程，证明了细线天线上的电流近似正弦分布。
天线的发展研究报告
天线的发展研究报告天线是无线通信领域的重要组成部分，它起着将无线信号转化为电信号或将电信号转化为无线信号的作用。
随着无线通信技术的不断发展，天线也经历了多次变革和改进。
首先，天线的发展可以追溯到19世纪末的马克尼尔实验。
当时，马克尼尔实验通过电感线圈和电容片的组合构成了一个基本的天线结构，实现了电磁场的辐射和接收。
随着电磁波理论的发展和突破，20世纪初的天线研究开始重视天线特性的分析和天线结构的优化。
著名的霍恩天线理论提出了天线发射和接收的数学模型，为后来的天线设计和优化奠定了基础。
并且，天线结构也从线形天线发展到了方向性天线、环形天线、盘形天线等多种形态。
20世纪中期，随着雷达和卫星通信等应用的兴起，天线的工作频率也逐渐增大，对天线的性能和尺寸提出了更高的要求。
天线材料的研究和天线结构的优化成为了研究的热点。
在这一时期，金属天线和微带天线等新型天线结构被广泛应用，并显著提升了天线的性能。
而在21世纪，随着通信技术的蓬勃发展，无线通信的需求不断增加，对天线的性能和尺寸提出了更高的要求。
研究人员开始关注天线的宽带化、迷你化和多功能化。
宽带化要求天线在更宽的频段内具有相对一致的性能；迷你化要求天线的尺寸尽可能小巧；而多功能化则要求天线能够同时满足多种通信系统的需求。
此外，还有一些新技术在天线研究中得到了广泛应用。
其中，应用于移动通信系统中的智能天线技术，可以根据通信环境的变化自动调节天线的工作参数，提高通信质量。
另外，天线阵列技术通过多个天线的组合，可以实现更高的增益和指向性，提高通信的可靠性和距离。
综上所述，天线的发展经历了多个阶段，从基本原理研究到结构优化，从工作频率提高到性能改进和多功能化。
未来，天线研究仍然面临着许多挑战，如更高频段、更小尺寸、更高增益等问题。
我们期待在不久的将来，天线技术能够更好地满足无线通信发展的需求。
天线的起源与发展历史
天线的起源与发展历史二战中屡立奇功的英国雷达天线大家一定都很熟悉天线的英文名称一般叫做Antenna；其实，它的另一个名称叫Aerials。
所谓Aerials 就是一条用来发射或接收无线电讯号的长导线。
从这个名称可以看出来，实验家们在还没有把天线发扬光大之前，天线原来是什么样子。
下面试着以「以古鉴今」的方式来了解天线，最主要的是希望从中可以看到天线的有趣实验与动脑筋的精神，最后要简略地介绍天线的发展历史……一、有趣的天线发明史「威尔」发现了导线的妙处我们一路回到最早期的无线电时代。
在电力未发明以前，所有的机器都以煤油供应，例如以煤油为动力的冰箱就是很好的证明。
早期有位实验家，名叫「威尔」(Whitfield Whire)，他发明的无线电发射机可以发出很大的火花，但讯号却无法发射出去。
实际上他发明的发射机是以火花放电原理产生的无线电。
但是让他最吶闷的是，试用了无数的方法，就是无法接收到这发射机所发射的讯号。
后来是收到了，但讯号很弱。
为了更进一步验证电波是否可以穿过桌面，他把发射机摆在桌子底下，为了取得讯号，接收机被吊在桌子上方的天花板上，令他感到意外的是，吊着接收机的这一条导线，竟然使接收机的效率好了许多，因此，他就把吊着的导线留在那里，从此，他就称他的接收机为「无线电接收机」 (WIRELESS SET)，他并且把这一份结果整理成一份报告，发表在美国的 QST 杂志上 (世界上最早的一份业余无线电杂志 )。
「古浪」发现接地的好处在这好几年之后，有一位名叫「古浪」(Garfield Grownd) 的实验家发现到，供电给桌子上的台灯有两条导线，但是接收机的天线只有一条，为什么只有一条天线可以表现得那么好，因此他就针对这个问题继绩探讨下去。
这个问题自然对他困扰不已，但是事情就是如此之巧，在后来他买了一部车子后，他发现车灯也是使用一条导线而已，当然还有另一条线是接车子的外壳。
这就使他想到一个问题：若同样把发射机的其中一条导线接到一个共同的接点，是不是会比较好？所以他就用了一条金属管打入地底下，并且拉出一条线接到发射机上头，这竟然使讯号增强了许多，同样地，他也把这重要的发现发表在 QST 杂志上。
超详细的天线知识（此篇足矣，收藏）
超详细的天线知识（此篇足矣，收藏）天线是任何一个无线电通信系统都不可缺少的重要组成部分。
各类无线电设备所要执行的任务虽然不同，但天线在设备中的作用却是基本相同的。
任何无线电设备都是通过无线电波来传递信息，因此就必须有能辐射或接收电磁波的装置。
所以，天线的第一个作用就是辐射和接收电磁波。
当然能辐射或接收电磁波的东西不一定都能用来作为天线。
天线的另一个作用是”能量转换”。
大家知道，发信机通过馈线送入天线的并不是无线电波，收信天线也不能直接把无线电波送入收信机，这里有一个能量的转换过程，即把发信机所产生的高频振荡电流经馈线送入天线输入端，天线要把高频电流转换为空间高频电磁波，以波的形式向周围空间辐射。
反之在接收时，也是通过收信天线把截获的高频电磁波的能量转换成高频电流的能量后，再送给收信机。
显然这里有一个转换效率问题。
天线增益越高，则转换效率就越高。
一、移动基站天线的发展史从2G到4G，移动基站天线经历了全向天线、定向单极化天线、定向双极化天线、电调单极化天线、电调双极化天线、双频电调双极化到多频双极化天线，以及MIMO天线、有源天线等过程。
而随着4G和5G时代的到来，BBU和RRH分离，Massive MIMO技术的引入，总的来说，基站天线的发展出现了三个趋势：•1）无源天线向有源天线发展•2）光纤替代馈线•3）RRH和天线部分集成从另一个视角看，阵列天线、多频段天线、多波束天线构成了基站天线发展的“魔术三角”。
Massive MIMO基站端装备大规模天线阵列，利用多根天线形成的空间自由度及有效的多径分量，提高系统的频谱利用效率。
▲华为Massive MIMO天线▲中兴Massive MIMO天线多波束天线运用多波束天线使扇区分裂来提升容量，比如2 x 9 x 6°的18波束天线。
2G到4G基站天线发展2G/3G时代，天线多为2端口。
▲GSM天线▲CDMA天线▲LTE-FDD 独立2端口天线（2T2R）到了4G时代，随着MIMO技术、多频段天线的大量使用，我们看到，铁塔上天线就像是长出了大胡子。
天线不寻常的线
有了 人。1899 年 3 月， 他 从英国多佛市东北角 一个名叫南福伦的悬 崖灯塔内向 45 千米外 的法国永莫锐成功传 送了数百封电报，震惊了欧洲大陆。 马可尼被公认为是 GP 天线的发明者。
“双偶极”天线由戴柏发明。一天， 戴柏经过一个游乐场，发现狮子正在 玩跷跷板，它们都能很快保持平衡， 心想：如果天线也能保持平衡，效果 会怎样呢？回到家后，他拿一根导线 连接机器外壳，另一根导线连接发射 机输出，把两根导线对称摆开，这就 成了一组新的天线。这种平衡天线就 是“双偶极”天线，非常好用。
发明时光机
如果细心观察，你就会发现一些 汽车车顶上有一根长长的线，那叫天 线。天线与我们的生活密切相关，比 如收音机需要天线，电视机需要天线， 手机也需要天线……天线是一种极不 寻常的线，它的发明经历了怎样的历 程呢？
1894 年，俄国青年亚历山大·斯 塔帕诺维奇·波波夫组装了一台电磁 波接收机。在一次实验中，他发现金 属屑检波器的灵敏度很高，接收电磁 波的距离比平时远。经过仔细检查后， 他发现有一根导线搭在金属屑检波器 上，显然这根导线增强了金属屑检波 器的接收能力。波波夫喜出望外，提 高机器的灵敏度、增加传收距离的愿 望竟在无意中实现了。波波夫使用的 这根导线就是世界上第一根天线。
之后，无线电爱好者崔伯发明崔 伯双偶极天线。温顿发明温顿天线， 第二次世界大战期间，温顿天线被广 泛应用在战机上。
…… 天线的形式多种多样，技术越来 越成熟。它们被广泛应用于移动通信、 广播电视、遥感等领域，有些隐藏在 机器内，我们看不到它们的身影。
通信天线及概述
Thank You !
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常见通信天线
移动台天线
第一代模拟移动电话以及小灵通的天线
手机内置天线
（鞭状/直立振子天线）
（微带天线） 低增益，全向特性
注意：若天线低增益，则具有或接近全向特性，用于移动通信；若天线高
增益，则具有定向特性，用于远距离通信。
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常见通信天线
一些特殊的手机天线
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Blah blah blah blah
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1.1 History 天线的发展历史
❖ 1873年，J.C.麦克斯韦发表了一篇论文，把电力与磁力统一成单 一的电磁理论。他指出光也是一种电磁波，所有的电磁波在同一 媒质中的传播速度均相同。v=λf
❖ 天线的理论基础基于麦克斯韦方程组
➢ 电磁感应原理 ➢ 安培环路定理 ➢ 电场高斯定律 ➢ 磁场高斯定律
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❖ 早年天线的发展受限于是否有现成的信号发生器。20世纪初，De Forest三极管用于高频的连续波信号后，使得可实用的谐振天线 （例如半波振子）成为可能。
❖ 第二次世界大战时的雷达需求，催生了大批微波天线，诸如波导天 线，喇叭天线，反射面天线等。
9
❖ 二战以后，随着现代通信的迅速发展，尤其是以移动电话为代表的 无线通信在近几十年的发展，越来越多的天线使用在移动通信，无 线局域网，无线个域网等领域。
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常见通信天线
基站天线
高增益，阵列
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常见通信天线
无线AP天线
2.4G鞭状天线 用于无线路由器，尺寸与工作频率相关
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常见通信天线
无线AP天线
2.4G平板天线
用于室内信号覆盖
天线发展史
天线发展史最早的发射天线是H.R.赫兹在1887年为了验证J.C.麦克斯韦根据理论推导所作关于存在电磁波的预言而设计的。
它是两个约为30厘米长、位于一直线上的金属杆，其远离的两端分别与两个约40厘米2的正方形金属板相连接，靠近的两端分别连接两个金属球并接到一个感应线圈的两端，利用金属球之间的火花放电来产生振荡。
当时，赫兹用的接收天线是单圈金属方形环状天线，根据方环端点之间空隙出现火花来指示收到了信号。
G.马可尼是第一个采用大型天线实现远洋通信的，所用的发射天线由30根下垂铜线组成，顶部用水平横线连在一起，横线挂在两个支持塔上。
这是人类真正付之实用的第一副天线。
自从这副天线产生以后，天线的发展大致分为四个历史时期.①线天线时期:在无线电获得应用的最初时期，真空管振荡器尚未发明，人们认为波长越长，传播中衰减越小。
因此，为了实现远距离通信，所利用的波长都在1000米以上。
在这一波段中，显然水平天线是不合适的，因为大地中的镜像电流和天线电流方向相反，天线辐射很小。
此外，它所产生的水平极化波沿地面传播时衰减很大。
因此，在这一时期应用的是各种不对称天线，如倒L形、T形、伞形天线等。
由于高度受到结构上的限制，这些天线的尺寸比波长小很多，因而是属于电小天线的范畴。
后来，业余无线电爱好者发现短波能传播很远的距离，A.E.肯内利和O.亥维赛发现了电离层的存在和它对短波的反射作用，从而开辟了短波波段和中波波段领域。
这时，天线尺寸可以与波长相比拟，促进了天线的顺利发展。
这一时期除抗衰落的塔式广播天线外，还设计出各种水平天线和各种天线阵，采用的典型天线有：偶极天线（见对称天线）、环形天线、长导线天线、同相水平天线、八木天线（见八木-宇田天线）、菱形天线和鱼骨形天线等。
这些天线比初期的长波天线有较高的增益、较强的方向性和较宽的频带，后来一直得到使用并经过不断改进。
在这一时期，天线的理论工作也得到了发展。
H.C.波克林顿在1897年建立了线天线的积分方程，证明了细线天线上的电流近似正弦分布。
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天线发展简史
天线是无线电通信、无线电广播、无线电导航、雷达、遥测遥控等各种无线电系统中不可缺少的设备。
从天线发明至今经历了100多年的时间。
纵观天线的发展，其大致可分为三个历史阶段。
第一阶段：线天线时期（19世纪末至20世纪30年代初）
第一个天线是德国物理学家在1887年为验证英国数学家及物理学家麦克斯韦预言的电磁波而设计的。
其发射天线是两根30cm 长的金属杆，杆的终端连接两块40cm见方的金属板，采用火花放电激励电磁波，接收天线是环天线。
此外，1888年赫兹还用锌片制作了一个抛物柱面反射器天线，它由沿着焦线放置的振子馈电，工作在455MHz。
1901年，意大利发明家马可尼（1874-1937）采用一种大型天线实现了远洋通信，其发射天线为50根下垂铜线组成的扇形结构，顶部用水平横线连在一起，横线挂在两个高150英尺，相距200英尺的塔上，电火花放电式发射机接在天线和地之间。
这可认为是付诸实用的第一副单极天线。
早期无线电的主要应用是长波远洋通信，因此天线的发展也主要集中在长波波段上。
自1925年以后，中、短波无线电广播和通信开始实际应用，各种中、短波天线得到迅速发展。
第二阶段：面天线时期（20世纪30年代初至50年代末）
二战前夕，微波速调管和磁控管的发明，导致了微波雷达的出现，厘米波得以普及，无线电频谱才得到更为充分的利用。
这一时期广泛采用了抛物面天线或其他形式的反射面天线，这些天线都是面天线或称口径天线。
此外，还出现了波导缝隙天线、介质棒天线、螺旋天线等。
1940年后有关长、中、短波线状天线的理论基本成熟，主要的天线形式沿用至今。
第二次世界大战中，雷达的应用促进了微波天线特别是反射面天线的发展，微波中继通信、散射通信、电视广播的迅速发展，使面天线和线天线技术进一步得到发展、提高。
这时期建立了口径天线和基本理论，如几何光学、口径场法等，发明了天线测试技术，开发了天线阵的综合技术。
第三阶段：大发展时期（20世纪50年代至今）
1957年人造地球卫星上天标志着人类进入了开发宇宙的新时代，也对天线提出了许多新的要求，出现了许多新型天线。
这些新的高要求如：高增益、精密跟踪、快速扫描、宽频带、低旁瓣等。
同时，电子计算机、微电子技术和现代材料的进展又为天线理论与技术的发展提供了必要的基础。
1957年，美国制成了用于精密跟踪雷达AN／FPS-16的单脉冲天线。
1963年出现了高效率的双模喇叭馈源，1966年发明了波纹喇叭，1968年制成了高功率相控阵雷达AN／FPS-85。
1972年制成了第一批实用微带天线，并作为火箭和导弹的共形天线开始了应用。
近年来还出现了分形天线等小型化天线形式。
随着天线应用的发展，天线理论也在不断发展。
早期对天线的计算方法是先根据传输线理论假设天线上的电流分布，然后由矢量位求其辐射场，由玻印廷矢量在空间积分求其辐射功率，从而求出辐射电阻。
自20世纪30年代中期开始，为了较精确地求出天线上的电流分布及输入阻抗，很多人从边值问题的角度来研究典型的对称振子天线，提出用积分方程法来求解天线上的电流分布。
20世纪30年代以后，随着喇叭和抛物面天线的应用，发展了分析口径天线的各种方法，如等效原理、电磁场矢量积分方法等。
由于天线问题是具有复杂边界条件的电磁场边值问题，难以得到严格解。
20世纪70年代以后，随着电子计算机的普及，各种电磁场数值计算方法应运而生，如矩量法（MOM）、时域有限差分法（FDTD）、有限元方法（FEM）和几何绕射理论（GTD）等分析方法，这些方法成为分析各种复杂天线问题的有力工具，并已形成商用软件。
在天线测量技术方面，发展了微波暗室和近场测量技术，研制了紧缩天线测试场和利用射电源的测试技术，并建立了自动化测试系统
当今，天线技术已具有成熟科学的许多特征，仍然是一个富有活力的技术领域。
主要的发展方向是：多功能化（以一代多）、智能化（提供信息处理能力），小型化、集成化及高性能化（宽频带、高增益、低旁瓣、低交叉极化等）。
天线种类繁多，一些典型的、常用的天线如下各图所。
图1：八木天线
图2：对数周期天线
图3：螺旋天线
图4:反射面天线
图5：波导缝隙天线阵
图6：波纹喇叭天线
图7：透镜天线
图8：相控阵天线
图9：微带天线。