全向天线技术
智能天线技术原理及其应用
智能天线技术原理及其应用发表时间：2009-04-08T12:34:28.153Z 来源：《科海故事博览•科教创新》2009年第3期供稿作者：龙金林[导读] 本文介绍了智能天线技术的原理，其在移动通信中的应用以及应用进展。
摘要: 智能天线是一种安装在基站现场的双向天线,通过一组带有可编程电子相位关系的固定天线单元获取方向性,并可以同时获取基站和移动台之间各个链路的方向特性。
与其它日渐深入和成熟的干扰削除技术相比,智能天线技术在移动通信中的应用研究更显得方兴未艾并显示出巨大潜力。
本文介绍了智能天线技术的原理，其在移动通信中的应用以及应用进展。
关键词: 智能天线技术原理应用一、智能天线技术的原理智能天线原名自适应天线阵列(AAA,Adaptive Antenna Array)。
最初的智能天线技术主要用于雷达、声纳、抗干扰通信等,用来完成空间滤波和定位,后来被引入移动通信系统中。
智能天线通常包括波束转换智能天线(Switched Beam Antenna)和自适应阵列智能天线(Adaptive Array Antenna)。
智能天线的原理是将无线电的信号导向具体的方向,产生空间定向波束, 使天线主波束对准用户信号到达方向DOA(DirectionofArrinal),旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向,达到充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。
同时,智能天线技术利用各个移动用户间信号空间特征的差异, 通过阵列天线技术在同一信道上接收和发射多个移动用户信号而不发生相互干扰, 使无线电频谱的利用和信号的传输更为有效。
在不增加系统复杂度的情况下, 使用智能天线可满足服务质量和网络扩容的需要。
总之, 自适应阵列智能天线利用基带数字信号处理技术, 通过先进的算法处理, 对基站的接收和发射波束进行自适应的赋形, 从而达到降低干扰、增加容量、扩大覆盖和提高无线数据传输速率的目的。
移动通信信道传输环境较恶劣。
天线技术基础第2章天线的基本特性参数
第二章 天线的基本特性参数2.1 方向图函数和方向图天线的最基本特性是它的方向特性。
对发射天线来说，方向特性通常是表示在相同距离条件下天线的远区辐射场与它的空间方向之间的关系。
描述天线的方向特性，最常用的是方向图函数和方向图。
方向图函数是定量表示远区天线辐射能量在空间相对分布情况的一个参数，通常是指远区同一距离处天线辐射场强(或能流密度)的大小与方向坐标关系的函数。
若用图形把它描绘出来，便是天线方向图。
其中表示场强大小与方向关系的，称为场强振幅方向图，表示能流密度大小与方向关系的，称为功率方向图。
习惯上又把场强振幅方向图简称为场强方向图，或进一步简称为方向图。
把场强振幅方向图函数用),(θf 表示，或进一步简写成f (,)θϕ。
把最大值为1的方向图称为归一化方向图。
把归一化场强振幅方向图函数用F (,)θϕ表示，或进一步简写成F (,)θϕ。
方向图一般是三维立体图形。
为了简单，大多数实际应用场合中通常只画出两个具有代表性的正交平面上的方向图。
这两个正交的平面称为主平面。
主平面经常选取水平面(平行于地面的面)和垂直面(垂直于地面的面)，或E 面(包含天线最大辐射方向及其电场方向的面)和H 面(包含天线最大辐射方向及其磁场方向的面)。
有时也选取XY 面、YZ 面、ZX 面等。
在所有方向的辐射都相同的天线称为无方向性天线。
显然无方向性天线的立体方向图呈球状，它在任一平面的方向图均为园。
在某一平面上无方向性的天线称为该平面全向天线，它在该平面上的方向图为园。
天线的平面方向图有两种表示方式。
一种是以直角坐标表示的，称为直角坐标方向图.。
此时横轴代表角度(以度为单位)，纵轴代表函数值。
另一种是以极坐标表示的，称为极坐标方向图。
它用极角(射线与极轴的夹角)代表角度(以度为单位)，用射线的长度代表函数值。
极坐标方向图由于直观形象，应用很广。
天线的平面方向图一般呈花辫状。
我们把它的每一个辫称为波辫。
其中把包含最大辐射方向的一个辫称为主辫，位于主辫相反方向的辫称为后辫，与主辫完全相同的辫称为栅辫。
天线基础知识(馈电原理)
天线输入阻抗与特性阻抗不一致时，产生 的反射波和入射波在馈线上叠加形 成驻波，其相邻电压最大值和最小值之比就是电压驻波比。电压驻波比过 大，将 缩短通信距离，而且反射功率将返回发射机功放部分，容易烧坏功放 管，影响通信系统正常工作。
2. 前后比（F/B）
天线的后向180°±30°以内的副瓣电平与最大波束之差，用正值表示。一 般天线的前后比在18～45dB之间。对于密集市区要积极采用前后比大的天 线，如40dB。
天线知识
目录
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天线知识 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1 天线基础知识 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.1 天线增益 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.2 方向图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.3 极化 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.4 天线其它技术指标 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.5 天线的种类 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2 天线技术 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.1 天线分集技术 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.2 赋形波束技术 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.3 智能天线 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3 天线选型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 3.1 各种天线的应用原则 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 3.2 各种无线环境下的天线选择原则 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 4 天线倾角规划 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 4.1 天线倾角设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 4.2 实际运用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 5 天线的安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 5.1 天线支架安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 5.2 天线安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
天线,馈线知识点
一．天线有哪几种？答：有全向天线、有定向天线包括单极化天线、双极化天线、双频双极化天线，电调天线。
二．天线有哪几个厂家、生产?答：有安德鲁，ADC，新西兰，首信。
德尔泰克、凯瑟琳、贾尔威武（法国）。
三．什么叫电磁波？M答：移动天线的类型很多，分类方位也很多，按其工作状态可分为两大类。
全向，定向，当高频率信号沿馈线从始端传向终端时，线上各点的电流或电压就会按高频振荡的节拍而变化，这种情形就象是在线路上激起一种看不见的波浪一样。
如果终端负载与馈线特性阻抗不匹配，负载不能将传来的高頻信号功率全部吸取，势必有一部分功率由终端再经馈线返回始端，前者称为入射波，后者称为反射波。
当终端负载匹配时，高频功率完全被终端所吸收，这时馈线上就只有入射波而没有反射波。
四．什么叫电波传播？答：无线电通信，是将信息变为电信号，再调制到高频振荡上，由发射天线把已调的高频电流，以电磁波的形式发射出去，电磁波传播到接收地点时，由接收天线将它接收下来，变成已调的高频电流通过合路器和双功器放大、解调、取出信息、从而达到通信的目的。
五．天线在无线电通信中的作用是什么？答：天线是一种换能器、发射天线是将高频电能转换成为电磁波的装置、接收天线则是将电磁波转换成高频电能的装置，因而它在无线电通信中占有极其种重要的地位、天线安装质量如何，对移动通信质量的好坏起着重要的作用，因此设计和安装天线时，必须十分重视保证质量。
六．对挂天线的抱杆要求90°为什么？答：抱杆900 天线抱杆是安装天线的基础，抱杆垂直、不垂直，关系到天线方位和倾角的调整。
七．抱杆要和大楼连接地线为什么？答：抱杆、框架和大楼地线连接是为了防止雷电伤害天线，使天线安全渡过雷电区，把雷电放入大地。
八．抱杆为什么要用热镀锌？答：抱杆是天线的支柱，抱杆的好坏确定天线的长久性。
热镀锌层，能够长久地耐受较苛刻条件下的腐蚀。
是因为镀锌层可以克服和减缓大气对钢铁的化学和电化学腐蚀。
九．抱杆上焊接避雷针，为什么？答：抱杆和天线上的避雷针起着及其重要的作用。
天馈维护技术标准
附件三、天馈代维工作技术标准（一）天线安装方式和要求1.全向天线铁塔顶平台安装全向天线时，天线水平间距必须大于4m。
天线安装于铁塔塔身平台上时，天线与塔身的水平距离应大于3m。
同平台全向天线与其它天线的间距应大于2.5m。
天线的固定底座上平面应与天支的顶端平行。
（允许误差±5cm）全向天线安装时必须保证天线垂直。
（允许误差±°）2.定向天线同一扇区两个单极化天线在水平方向上间距应大于空间分集距离。
相邻的两个扇区之间两天线的水平间距应大于0.5m。
此处单极化空间分集距离可参照以下工程经验公式执行：d>h/11，d：空间分集距离，h:天线挂高天线安装完成后，必须保证天线在主瓣辐射面方向上，前方范围10m 距离内无任何金属障碍物。
天线安装时，天支顶端应高出天线上安装支架顶部20cm。
天支底端应比天线长出20cm,以保证天线的牢固。
微波天线与CDMA天线安装于同一平台上时，微波天线朝向应处于CDMA同一小区两天线之间。
天线安装在楼顶围墙上时，天线底部必须高出围墙顶部最高部分，应大于50cm。
当天线安装在外墙面时，天线主瓣方向与外墙面夹角应大于45 o。
直放站中的施主天线和重发天线的水平间距≥30m，垂直间距≥15m 天线方位角必须和设计要求相符合。
（允许误差±5°）同一扇区两个单极化天线的方位角必须一致，（允许误差在±5°）天线俯仰角必须和设计要求相符合。
（允许误差±°）3 GPS天线GPS天线安装应牢固，应能适应各种天气状况。
应安装在坚固的金属框架上，不能使用木头，塑料等材料。
应用螺栓固定，不能使用绳、塑料、钉子、木材、线等固定。
所有外部接头都必须使用黑色防水胶带保护，胶带需将接头全部覆盖，并在接头两端延长5厘米，中间不能有缝隙。
GPS 天线应与地平面垂直，夹角应为90°±2°。
国际酒店弱电智能化系统技术规格书——第十二章 对讲系统
酒店弱电智能化无线对讲系统技术参数及规格型号酒店无线对讲系统包含的设备主要有对讲机、转信台、双工器、合路器、分路器、高增益全向天线、室内天线、耦合器、功分器、干线放大器、浪涌器、对讲机充电箱、19英寸42U机柜等设备，无线对讲系统具体要求如下：1.无线对讲系统宜选择数字式无线对讲系统。
2.数字式无线对讲系统的中控设备须安装在安防控制室，至少提供4 个频道，供不同部门使用。
3.数字式无线对讲机屏幕应支持多种语言（至少包括中文，英文）文本消息，支持文本消息的发送和接收。
4.数字式无线对讲系统应提供与电话交换机的接口设备及软件，实现对讲机与PABX 上的某个电话机之间的通信。
5.系统通常采用射频同轴电缆传输，当有分散建筑宜采用光纤传输。
6.所有室内天线的安装应考虑吊顶材质。
对于非金属吊顶，可在吊顶内安装；对于金属吊顶，天线须明装。
7.酒店区域全部须无线覆盖，信号强度不低于-85dBm。
8.无线基站的所有设备必须由安防中心UPS 电源集中供电，供电时间不少于1 小时。
9.无线对讲系统的主要设备须有入网证，并须获得项目地无线电管理部门颁发的无线电频段使用许可证。
一、对讲机设备参数如下：1.特征：设计给手提及挂在身操作。
内置话筒、扬声器、按手开关、电源开关、声量控制及频道选择。
2.电源：锂蓄电池（不少于2200 m Ah）及须配备电池操作显示灯。
3.构造：构造坚固及有防潮功能、传放器及接收器结合的固态技术。
4.操作频带：3 - 470MHz 频率须按当地无线电委员会或有关部门规定。
5.信道容量：不少于32 。
6.耳机：每部对讲机均需配置耳机。
7.备用电池：二、转信台设备参数如下：1.频率稳定性：±1.5ppm2.模拟灵敏度：0.22uV3.数字灵敏度：5%BER：0.3uV4.邻近信道选择性：60dB 12.5kHz 70dB 25kHz5.杂散抑制：70dB6.音频失真额定音频：3%7.交流声与噪声：-40dB 12.5kHz -45dB 25kHz8.音频响应：+1、-3dB9.传导杂散发射：-57dBm三、双工器技术参数如下：1.频率间隔：10MHz2.RX）插入损耗：≦1.2dB3.（TX）插入损耗：≦1.2dB4.RX端对TX端抑制度：75dB5.电压驻波比：≦1：1.56.输出功率（max）：≦507.端口形式：N型或可选用8.温度范围：-30~+60℃四、合路器技术参数如下：1.插入损耗：<2dB2.信道间隔：65dB3.输入端口电压驻波比：1.25:14.输出端口电压驻波比：1.5:15.连续输入功率：75W6.温度范围：-25~+55℃7.接口：N型五、分路器技术参数如下：1.增益：0~5dB2.输入、输出驻波比：≦1：1.53.输出间隔度：25dB4.系统噪声系数： 55.IP3：34dbm6.输入、输出端口：N型六、高增益全向天线技术参数如下：1.手持对讲机信号须利用建筑户外天线网络作传送及接收，亦须设计能够调节发出辐射式样的场强图。
无线电测向 从过去到未来的演变
无线电测向从过去到未来的演变无线电测向是一种用于确定信号来源的技术，它在过去几十年间经历了许多重要的演变。
从最早的手持测向仪到现代的智能无线电测向系统，这项技术在无线通信和电子领域发展中扮演着重要角色。
一、起源与发展无线电测向技术的起源可以追溯到上世纪初。
在那个时候，人们开始意识到可以利用无线电信号来确定其来源。
最早的测向仪器是由一根天线和一个指示器组成的，通过改变天线的方向来检测信号强度，从而确定信号来源的大致方位。
然而，这种早期的测向仪器仅能提供基本的方向信息，而无法准确测定信号来源的位置。
随着无线电通信技术的快速发展，对无线电测向技术的需求逐渐增加。
人们开始研究开发更先进的无线电测向系统，以满足日益复杂的测向需求。
在20世纪中叶，出现了基于脉冲测向的系统，这种系统可以更准确地确定信号来源的位置。
它使用多个天线接收信号，并通过测量信号到达时间差来计算信号来源的位置。
这种技术在军事和航空等领域得到了广泛应用。
二、现代无线电测向技术随着计算机和通信技术的快速发展，现代无线电测向技术也得到了极大的改进。
现代无线电测向系统不再仅仅通过测量信号强度或时间差来确定信号来源的位置，而是结合了许多其他技术，如全向天线阵列、信号处理和智能算法等。
现代无线电测向系统通常采用全向天线阵列来接收信号，通过测量信号在不同天线之间的相位差来计算信号来源的方位和位置。
这种系统可以实现高精度的测向，几乎可以达到亚毫米级的位置定位精度。
此外，它还可以通过对信号进行频谱分析和数字信号处理来提取更多的信息，如信号频率、调制方式等。
智能算法也在现代无线电测向技术中发挥重要作用。
通过对大量信号数据进行分析和处理，系统可以自动识别和分类不同的信号源，并实现自动定位和跟踪功能。
这为无线电通信和电子侦察等领域提供了强大的技术支持。
三、未来发展趋势随着5G和物联网技术的普及，对无线电测向技术的需求将继续增加。
未来的无线电测向系统将越来越小型化、便携化和智能化。
天线技术基础++表征天线性能的主要参数有方向图,增益,输入阻抗,驻波比,极化方式等
第一讲天线的基础知识表征天线性能的主要参数有方向图，增益，输入阻抗，驻波比，极化方式等。
1.1 天线的输入阻抗天线的输入阻抗是天线馈电端输入电压与输入电流的比值。
天线与馈线的连接，最佳情形是天线输入阻抗是纯电阻且等于馈线的特性阻抗，这时馈线终端没有功率反射，馈线上没有驻波，天线的输入阻抗随频率的变化比较平缓。
天线的匹配工作就是消除天线输入阻抗中的电抗分量，使电阻分量尽可能地接近馈线的特性阻抗。
匹配的优劣一般用四个参数来衡量即反射系数，行波系数，驻波比和回波损耗，四个参数之间有固定的数值关系，使用那一个纯出于习惯。
在我们日常维护中，用的较多的是驻波比和回波损耗。
一般移动通信天线的输入阻抗为50Ω。
驻波比：它是行波系数的倒数，其值在1到无穷大之间。
驻波比为1，表示完全匹配；驻波比为无穷大表示全反射，完全失配。
在移动通信系统中，一般要求驻波比小于1.5，但实际应用中VSWR应小于1.2。
过大的驻波比会减小基站的覆盖并造成系统内干扰加大，影响基站的服务性能。
回波损耗：它是反射系数绝对值的倒数，以分贝值表示。
回波损耗的值在0dB的到无穷大之间，回波损耗越大表示匹配越差，回波损耗越大表示匹配越好。
0表示全反射，无穷大表示完全匹配。
在移动通信系统中，一般要求回波损耗大于14dB。
1.2 天线的极化方式所谓天线的极化，就是指天线辐射时形成的电场强度方向。
当电场强度方向垂直于地面时，此电波就称为垂直极化波；当电场强度方向平行于地面时，此电波就称为水平极化波。
由于电波的特性，决定了水平极化传播的信号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流，极化电流因受大地阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减，而垂直极化方式则不易产生极化电流，从而避免了能量的大幅衰减，保证了信号的有效传播。
因此，在移动通信系统中，一般均采用垂直极化的传播方式。
另外，随着新技术的发展，最近又出现了一种双极化天线。
就其设计思路而言，一般分为垂直与水平极化和±45°极化两种方式，性能上一般后者优于前者，因此目前大部分采用的是±45°极化方式。
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全向天线技术陈燕林, 阮成礼电子科技大学物理电子学院，四川成都（610054）E-mail ：july1025@摘要：本论文主要分析了各种形式的全向天线，从单元天线到阵列天线都有涉及，并分析了各种形式天线的优缺点，根据多数全向天线低增益的特点，提出全向天线需提高增益的要求，并在文章结尾处简单罗列几种提高增益的方法。
关键词：全向,增益，单元天线，阵列天线1．引言天线是人们见闻世界的耳目，是人类与太空的联系，是文明社会的组成要素[1]。
随着移动通信事业在我国的迅猛发展，移动电话越来越多的为人们的工作和生活提供方便和快捷。
而用户之间通信必须先由天线发射到基站，再由基站传递给所需的用户。
因此，移动通信必须有基站天线的配合方可完成，也见证了基站天线的重要性。
基站天线按天线辐射的方向图来分类一般可以分为全向天线和定向天线。
定向天线一般用于移动用户密度较高的区域，例如市区、机场、商业中心等。
而在移动用户密度较低的区域，例如市郊、农村等地区，由于用户分布比较稀疏，话务量不是很高，所设基站数目一般都比较少，密度比较底，这时就需要用到全向天线。
而电波在空中传播时由于受到多方面衰落，为了保证通信质量，而又不增加基站数量，就要求天线的增益相对比较高，因此近年来开发高增益全向天线，来改善通信质量是通信系统中一个迫切的研究课题。
本文对全向天线的形式进行了分析，并在结尾处简单罗列了几种提高增益方法。
全向天线发展至今，目前从结构形式上产生了多样化的成果，从最初的单极子，偶极子，双锥，螺旋天线到对数周期天线，微带，智能天线等，对一些自身很难达到全向辐射的单元天线，可将其组成阵列，就能形成全向辐射的方向图，本文中涉及到的有串馈直线式微带阵列天线，还有一些并馈微带阵列天线，渐变缝隙天线等。
2． 天线的方向性和增益2．1 天线的方向性天线在空间各点的辐射强度是不相同的，把天线置于球坐标中，在各点的辐射强度可用角坐标（θ，φ）的函数来表示，可写为方程（1），(,)E Af θϕ= （1）其中，A 为比例常数，f(θ，φ)称为天线的方向图函数[2]。
为了使用方便，一般取方向性函数的最大值为1，得到归一化方向性函数，记为(,)(,)/fmax F f θϕθϕ= （2）其中，f max 是方向性函数f(θ，φ)的最大值。
根据方向性函数f(θ，φ)和F(θ，φ)绘制的图形称为天线的方向图，天线的辐射方向图是用图形来表示天线远区的辐射特性，一般是一个三维空间的曲面图形，但工程上为了方便采用两个互相正交主平面上的抛面图来描述天线的方向性，通常取E 面（即电场矢量与传播方向构成的平面）和H 面（即磁场矢量与传播方向构成的平面）内的方向图。
电场分量在E-面上，是包含Z 轴的平面，E-面上的 坐标不变化，E-面方向图反映场矢量随坐标θ变化的情况，磁场分量在H-面上，是包含xy 轴的坐标平面，H-面上的θ=90，H-面方向图反映场矢量随 φ坐标变化的情况，E-面方向图和H-面方向图主平面方向图。
例如偶极子的E-面方向图是一个双圆环，H-面方向图是一个圆，称H-面方向图是全向的，如下图所示。
(a) 偶极子的场分量 (b) E-面方向图(c) H-面方向图图1 偶极子的辐射方向图 (a) 场分量 (b)E-面方向图 (c)H-面方向图2．2 天线的增益在考虑天线的能量转换效率时，为了能完整的描述天线性能，引入增益的概念[3]，通常用天线输入功率为基点来定义天线增益，既在输入功率相同条件下，天线在某方向某点产生的场强平方与点源天线在同方向同一点产生场强平方的比值，用方程式表示为： 20(,)(,)/G E θϕθϕ=2E （3）也可定义为某方向某点产生相同场强的情况下，点源天线的输入功率与该天线的输入功率的比值，表示为：0(,)/(,)in in G P P θϕ=θϕ （4）通常天线增益均指最大辐射方向的增益，因此（3）和（4）式可表示为：2200/m m G E E P P ==/in (5)天线增益常用分贝数表示，有时也称为增益系数和功率增益。
全向天线，在水平方向图上表现为360°都均匀辐射，也就是平常所说的无方向性，即水平面方向图为圆形或只有弱方向性（相对电平变化不超过3dB ），在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束，既垂直面内有一定方向性以提高天线的增益，通常要求赤道面内辐射最强，增益最大，一般情况下波瓣宽度越小，增益越大。
3 几种常见的单元全向天线3．1 单极子3.1.1 微带馈电的单极子平面单极子天线[4]结构简单，有接近全向的辐射方向图，在通信中被广泛的应用，如下图所示的单极子天线。
该天线的最大不同之处在于地面的变形，常规天线的地面经常是整个介质的尺寸，而该单极子的地面只有介质的一半还小，且一边改为椭圆形与三角形组成，椭圆形长短半轴之比为1.8,单极子也为椭圆形，长短半轴之比为1.2,整个天线有微带馈电，地面宽度W 和馈电缝隙处的长度h 是影响天线性能的主要参数。
如下图L=100mil,W=450mil,w1=47mil,l1=200mil,b=130mil,θ=10 。
(a)顶视图 (b)正面 (c)背面图2 微带馈电单极子的结构图 3.1.2 共面波导馈电的单极子天线图二所示是一共面波导馈电的超宽带全向天线[5]。
其特点之一是用到共面波导馈电，共面波导与传统的微带线相比有两大优点：高频的低偏移特性和宽的阻抗带宽。
另一特点在于辐射单元采用六边形贴片，与其他的长方形，正方形，三角形相比，六边形也有宽带特性的固有优点。
整个天线馈电部分通过在接地共面波导上下面上开孔，使得上下两层面之间形成短路，从而阻止了寄生模式的产生，而且孔的数量也可改变天线的输入阻抗。
从图中还可看到，六边形贴片下地面被移去，这样可以促使底部宽边的辐射。
通过调节馈线以及馈线两侧缝隙的宽度可以达到良好的匹配，这也使得天线容易得到阻抗匹配。
(a)单极子上层结构 (b)单极子的底部地面结构图3 共面波导馈电的单极子天线 3.2 偶极子单极子和偶极子虽然理论上具有全向的辐射模式，但实际上因馈线的影响，垂直面上电场下倾，使得水平方向上的辐射特性受到影响，因此很难得到完美的全向方向图。
下图所示天线[6]由偶极子组成，通过合理安排偶极子辐射单元与馈线的隔离，屏蔽了馈线的影响，使水平方向上达到全向辐射，天线通过采用另一偶极子作为寄生单元，使得整个天线工作在两个频段0.9GHZ 和2.0GHZ ，且天线增益很高，两个频段分别达到10dBi 和12dBi 。
整个天线结构为：中间为一金属管，围绕金属管有四片介质，每一介质上有两个带有寄生单元的偶极子，偶极子长度为137mm ，工作频率为0.9GHZ ，寄生单元长度为47mm ，工作频率为2.0GHZ ，同一基片上两个偶极子的中心距离为150mm,整个天线用一直径为110mm 的柱形天线罩包起。
天线的馈电部分用到四路工分器和巴仑。
(a)偶极子剖面图(b)偶极子结构图示图4 偶极子天线结构图 3.3 螺旋天线螺旋天线也是全向天线的一种形式，因为其直径小而方便使用，如下图所示，为一双线螺旋天线[7]，整个天线由两跟平行线围绕一个圆柱组成，用巴仑和同轴电缆馈电，一般情况下，直径D 和仰角α分别为0.1λ （λ。
为中心频率时的波长）和45到70，天线长度L 有所需要的增益来决定，垂直面上的辐射方向角 θ有方程（6）决定，其中λ为不同频点的波长，有方程可看出，对于一个带宽较宽的螺旋天线，频段上下限固有的主辐射方向角θ会有较大偏差，这样会造成天线的增益在不同频点时不能同时达到最大增益，为解决这个问题，可以用组阵的方法，如下图（右）所示为一线阵双线螺旋天线，跟单元螺旋天线相比，同一工作频段下，阵列天线的增益较为均匀。
两个单元天线的输入相位差有方程（7）决定。
1sin [((/)cos 1)/sin ]D θλπαα−≈− （6）02cos /L 0ϕπθλ= （7）(a)单元双线螺旋天线 (b)线阵双线螺旋天线图5 螺旋天线结构图3.4 对数周期天线如下图所示为一个准对数周期天线[8]，由一个偶极子加载两个短接线组成，拥有低轮廓，馈电方便等优点，可用同轴馈电，此种形式的偶极子天线与传统只有两个臂的偶极子相比，（a ）准对数周期天线的结构 （b ）传统半波长偶极子天线的结构图6 准对数周期天线结构图 由于两个短接线的存在，减小了原有的电抗部分，使得带宽增加到30%，并且并没有改变其原有的全向方向图。
并且该天线的特性仅有三个参数：短接线的长度a ，两个短接线的垂直距离c ，两个短接线的水平距离b 即可调节。
但该天线的增益只有2.2dBi, 还需通过其他的措施来提高其增益。
3.5 双圆锥全向天线下图所示为双圆锥天线[9]，具有频带宽，全向均匀性好，结构简单等优点，在雷达，通信中得到应用。
该天线由两个金属圆锥和一根同轴馈线构成，其辐射情况是由振子天线演化而来的，其辐射空间在两个圆锥臂之间，同轴线的内外导体分别接到双圆锥的两个顶点，即可激励最低模式TEM 模。
这种喇叭无论工作在垂直极化还是水平极化波，其水平面都是全方向性的，在垂直面可按照对应极化的喇叭方向图尺寸计算，波瓣宽度与锥角和斜长有关。
图7 双圆锥全向天线3.6 平面印刷天线平面印刷天线具有剖面低、重量轻、体积小、成本低、便于集成和组成阵列等优点而 得到广泛的研究和应用[10][11],下面介绍两种形式的平面印刷天线。
3.6.1 Z 型平面印刷天线无线通信中多采用垂直极化天线，水平极化的不多，但考虑到基站发射的信号要经过反射或绕射才能到达移动终端，此间，极化要发生旋转，一般说来，多径信号在到达移动终端时，既有水平极化信号，又有垂直极化信号，因此基站多采用极化分集技术，在发射端和接收端分别安装两个天线，一个水平极化，一个垂直极化，以得到两个不相关的信号。
如图七所示Z 型水平极化全向天线[12][13]，基于电流环思想，该天线采用Alford 环结构设计，在方形介质基板的两面分别印刷两层同样的Z 型金属带，但上下两个Z 型的臂围成一个方环，并且两个Z 的斜臂要平行。
因为结构的对称性，所以两层金属带上的电流分布幅度相同，相位相差180度，由于两个金属带之间的距离比较小（介质板厚度很小），两个斜臂上的电流相互抵消，周围四个臂形成环形电流分布（如图八），从而辐射一个水平极化波，得到全向方向图。
(a)结构图 (b)电流分布图8 Z 型印刷天线结构图与电流分布 3.6.2环形平面天线圆形和环形帖片工作于TM 02时，其电流分布可使其全向辐射，下图所示天线即有工作于TM 02的圆形和环形帖片组成，且该天线[14]工作于双频情况下，圆形和环形贴片各控制一工作频率，圆形控制高频，环形控制低频，圆形贴片半径由式（8）可得到，3.832/2R c fπ=× （8）环形贴片内外半径也可根据式（9）来推倒，J’n（ka）Nn’（kb）-J’n（kb）N’n（ka）=0 （9）其中J’n和 Nn’ 分别为第一和第二类n阶贝塞尔函数。