小时候，家里的收音机和电视机都有可以灵活转动和伸缩的杆子。 大家一定还记得这个可以转身的杆子。 你可能还会好奇地发现，这个杆子的长度和方向与收音机和电视的相似。 与接收效果有某种神秘的联系。
这个杆子其实就是拉杆天线（也叫拉杆天线或拉杆天线），是天线的一种。
天线是一种比较常见的设备，广泛应用于广播、电视、无线电通信、雷达、航海、电子对抗、遥感、射电天文等领域。 所有通过电磁波传输信号的设备都必须有天线。
我们的手机也需要天线来拨打和接听电话。 所以有小伙伴很好奇，为什么我的手机没有立杆呢？ 其实，当初的老式手机，大部分都有天线。 后来随着技术的进步，天线被隐藏在了手机里。
下面是无人机上的高精度RTK天线：
我们经常在汽车尾部看到的“棒子”就是汽车天线！
我们经常在屋顶或铁塔上看到以下设备，这就是无线电通信中的天线。
前面的天线有的是杆子，有的天线是板子。 其实下面的形状还有天线。
我们不禁怀疑它们是否真的是天线？？？
什么是天线？
天线是一种能有效地向空间特定方向辐射电磁波或能有效接收来自空间特定方向的电磁波的装置。
我们用人与人之间的交流来类比。 天线是我们的耳朵和嘴巴。 我们通过嘴将声音转换成声波。 声波在空气中传播，最后被我们的耳朵听到。 在通信系统中，天线扮演着嘴巴和耳朵的角色。 不同之处在于天线既可以发送也可以接收电磁波。
天线原理
天线将在传输线上传播的导波转换为在自由空间传播的电磁波，反之亦然。 导波是一种电磁波，其中所有或大部分电磁能被限制在有限的横截面内并沿确定的方向传播。 用火车旅行来比喻，乘客就像电磁波，输电线路就像火车。 乘客上车后，只能在车厢内活动。 乘客朝火车的方向移动。 这就像导波一样，被限制在有限的横截面内沿一定方向传播。 出站后，乘客可以自由活动，就像电磁波在自由空间中传播一样。 在这里，火车门就像天线。
火车门可用于乘客登车和乘客下车。
类似地，天线可用于将导波转换为自由空间电磁波，并将自由空间电磁波转换为导波。 这就是天线的互易原理。
天线如何将导波转换成自由空间中的电磁波？
1894年，科学家波波夫在实验中发现，接收器探测无线电波的距离比平时明显增加。 经过一番探查，波波夫发现有一根电线碰到了芯片检测器。 正是这条线大大增加了实验距离。 这根电线被认为是世界上第一根天线。
在波波夫的实验中，导线不小心碰到了芯片检测器，无形中改变了传输线的形状。
按照波波夫实验的思路，科学家们发现，随着传输线展开角的增大，辐射出的电磁波变强。 后来又提出了对称振子天线理论，进而研制出各种天线。
可以看出，天线的尺寸与波长相匹配。
波长与频率有着密切的关系，光速=频率×波长。 从1G到5G，使用的频率越来越高，波长越小，相应天线的体积也越小，这也是为什么手机的天线可以隐藏在手机内部的原因。
天线的分类
为了满足各种实际需要，工程师发明了各种天线。 上面提到的各种形状的装置其实就是天线。 下面给出了天线的粗略分类图。
天线指示灯
朋友们会发现，天线的长度方向关系到收音机和电视的接收效果。 事实上，我们有意无意地转动或拉伸收音机或电视天线，改变天线的参数，影响电磁波的接收。 天线收发效果的好坏与天线的参数密切相关。 下面我们介绍天线的一些基本参数。
1、工作频段
天线总是在一定的频率范围（带宽）内工作，这取决于规范的要求。 满足指标要求的频率范围即为天线的工作频率。 各种无线标准不同，运营商使用的频段也不同。 需要选择合适频段的天线。
2.偏光法
天线的极化是指天线辐射时形成的电场强度的方向。 当电场强度方向垂直于地面时，电波称为垂直极化波； 当电场强度方向与地面平行时，电波称为水平极化波。
双极化天线由两根极化方向正交的天线组成，它们封装在同一个天线罩内。 出于性能原因，两个天线的极化角度为 ±45 度。
3.阻抗
对于线天线，天线输入端的电压与电流之比称为天线的输入阻抗。
对于平面天线，常用馈线上的电压驻波比来表示天线的阻抗特性。
选择合适的馈线和阻抗匹配器，保证天线的输入阻抗与馈线的特性阻抗相匹配，使天线的输入或输出功率达到最大。
4.天线方向性
天线的方向性是指天线向一定方向辐射电磁波的能力。 对于接收天线，方向性表示天线接收来自不同方向的无线电波的能力。 天线方向性的特性曲线通常用方向图表示。
（方向图可以用来说明天线在空间各个方向发射或接收电磁波的能力。图中通常有两个或多个波瓣，最大的波瓣称为主波瓣，其余为称为二级叶瓣。）
5.波束宽度（也称为波束宽度或主瓣宽度或半功率角）
瓣宽是指主瓣最大辐射方向两侧辐射强度降低3dB（功率密度降低一半）的两点之间的夹角。 波束宽度越窄，方向性越好，工作距离越远，抗干扰能力越强。
6.前后比例
前后比是主瓣最大值与后瓣最大值之比。 指示天线抑制后瓣的效果。
7. 收获
天线增益是指在输入功率相等的情况下，实际天线与理想辐射单元在空间同一点产生的信号功率密度之比。 增益与天线方向图密切相关，方向图主瓣越窄，旁瓣越小，增益越高。 天线增益是衡量天线向特定方向辐射电磁波能力的指标。 需要注意的是，天线本身并不会增加辐射信号的能量，它只是通过天线元件的组合和改变其馈电方式，将能量集中在某个方向。
8.倾角
天线的倾角是指无线电波的倾角，而不是天线振子本身的机械倾角。 倾斜角反映了天线在哪个高度角接收到最强的无线电波。
9.隔离
天线隔离是指两个天线或双极化天线不相关。 合格的隔离参数保证了同一扇区天线的分集接收性能。
10.驻波比
天线驻波比是表示天馈与基站匹配程度的指标。 它是由于入射波的能量传到天线输入端后没有完全辐射而产生反射波叠加而产生的。
此外，天线指标还需要注意天线的下倾方式，以及端口数量、接头数量、馈线数量等。
与无人机天线相关的几个误区
第一个误区：很多朋友认为电磁波（或无线电波）是由天线产生的，电磁波只能在空气中传播。 当我看到附近有几根天线时，我很紧张。 会有辐射吗？
其实并不是。 年纪大的朋友应该还记得以前看的有线电视。 它通过同轴电缆连接到电视背面的有线端口。 该电缆中的传输实际上是电磁波。 事实上，电磁波和天线之间没有必然的因果关系。 一百多年前的一天，麦克斯韦发现变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。 大量的人开始研究电磁波。 有人发现空气中存在电磁波，电磁波可以在空气中传播。 于是很自然地，有人开始思考如何用一套设定的方式来控制电磁波的传播，比如向某个方向发射一定量的电磁波。 距离，然后设计了各种形式的天线。 因此，天线应该理解为一种“控制”电磁波的装置。
误区之二：天线的增益。
用过天线的朋友通常会问“这个天线多少dB”。 其实这也不能怪你。 要怪就怪这些射频攻城狮，他们把“dB、dBm、dBi、dBc”这些概念随意缩写为dB。 天线的增益单位是dBi。 举个例子来理解天线的增益：
电灯（点光源）向各个方向均匀发光，光强相等的地方应该是以电灯为中心的球面。 原来我们需要一个手电筒来把光束引向前方，所以我们在灯上加了一个“碗”。 结果，来自其他方向的光被聚集在一起，前向光强度增加到均匀分布的5倍。 我们称这个“碗”带来的增益为“5dBi”。
第三个误区：全向天线。
有朋友问，有时候收不到信号，把天线稍微倾斜一下就可以收到了。 什么原因？ 这个天线不是全向天线吗？
全向天线的书面定义是这样的：
全向天线，即水平方向图上360°均匀辐射，也就是通常所说的无方向性，垂直方向图上有一定宽度的波束，一般波瓣宽度越小，增益越大。
朋友们，看完以后别问我“为什么全向天线不是全向的”，天线正下方有一个“阴影区”！
误区四：飞机全是碳纤维，不导电。 天线随便系一下应该没问题吧？
如果我告诉你介质的电导率，边界的不连续性，海飞丝模拟，可能要好几个月，再加上中心频率，史密斯圆图，阻抗匹配，这个问题可以讨论成一本书. 因此，如果我列出的问题对你来说是一本圣书，请不要创新，按照厂家推荐的方法安装天线即可，角度也不要改变。 我最怕遇到这样的问题：我的飞机设计好了。 如果这样安装天线，会干扰云台。 如果我将它移动到一个地方，它将不起作用。 这个时候一般都想回炉重修旧好，射频不是人的东西！
最后推荐专业的天线小伙伴：
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