来源：华强电子网 作者：华仔 浏览：540

天线的基本功能是辐射和接收无线电波。发射时，把高频电流转换为电磁波；接收时，把电磁波转换为高频电流。天线的一般原理是：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为空间一点到导体的距离，＾是高频电流信号的波长，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＞A／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。

辐射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。那么，如何使导体成为一个有效辐射体系统呢？这与信号在导体中传输的模型有关。如图1（a）所示，若两导线的距离很近，电场被束缚在两导线之间，将信号功率以最小的损耗传送到电路输入端（高频有用信号在产品的印制电路板内部传送时，通常是以传输线的形式传送的），在这种平行双线的传输线上传输的信号只有能量的传输而没有辐射或辐射很小，这种平行的双线传输结构称为传输线结构。传输线的主要任务是有效地传输信号能量，这种传输结构必须保证两线结构对称，线上对应点电流大小和方向相反（实际传输线结构中，虽然不能做到传输损耗等于零，但是这种辐射也是很小的）。如果要使电磁场能有效地通过空间传播出去，即辐射出去，就必须破坏传输线的这种对称性，如采用把两个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。这样，这种被分开的导线上有交变电流流动时，就可以发生电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长度和形状有关。如图1（b）所示，将两导线张开，电场就散布在周围空间，因而辐射增强。另外必须指出，这种对称性被破坏的导体，当导线的长度L远小于导体中流动信号的波长λ，辐射也很微弱；当导线的长度L增大到可与导体中流动信号的波长相比拟时，导线上的电流将大大增加，因而就能形成较强的辐射。如图1（c）所示，将开路传输或距离终端导体中流动信号的λ ／4处的导体成直杆状分开，此时终端导体上的电流已不是反相而是同相了，从而使该段导体在空间点的辐射场同相叠加，构成一个有效的辐射系统。图2是天线电压、电流、电场、磁场分布图。这个辐射模型对应到实际需要考虑EMC问题的电子产品中，就是产品发生辐射发射最坏的情况。这就是最简单、最基本的单元天线，称为半波对称振子天线。电磁波从发射天线辐射出来以后，向四面传播出去，若电磁波传播的方向上也放一个半波对称振子，则在电磁波的作用下，天线振子上会产生感应电动势。如此时天线与接收设备相连，在接收设备输入端就会产生高频电流，这样天线就起着接收作用并将电磁波转化为高频电流，也就是说此时天线起着接收天线的作用。这个辐射接收模型对应到实际需要考虑EMC问题的电子产品中，就是产品中出现辐射抗扰度问题的最坏情况。接收效果的好坏除了电波的强弱外还取决于天线的方向性和半波对称振子与接收设备的匹配。

图1 传输线与天线模型

图2 天线电压、电流、电场、磁场分布图

天线向周围空间辐射电磁波，电磁波由电场和磁场构成。图3示出了天线中电流方向与电场、磁场方向的关系。图3（a）是单极天线，图3（b）是对称振子天线。

图3 天线中电流方向与电场、磁场方向的关系

一般规定：电场的方向就是天线极化方向。一般使用的天线为单极化的。图4示出了两种基本的单极化的情况，垂直极化是最常用的；水平极化也是要被用到的。

图4 两种基本的单极化的情况

FMC测试时，只有接收天线的极化方向与发射天线的极化方向相同，才能接收到信号。