一、 電磁波產生的基本原理

按照麥克斯韋電磁場理論，變化的電場在其周圍空間要產生變化的磁場，而變化的磁場又要產生變化的電場。這樣，變化的電場和變化的磁場之間相互依賴，相互激發，交替產生，并以一定速度由近及遠地在空間傳播出去。

周期性變化的磁場激發周期性變化的電場，周期性變化的電場激發周期性變化的磁場。

電磁波不同于機械波，它的傳播不需要依賴任何彈性介質，它只靠“變化電場產生變化磁場，變化磁場產生變化電場”的機理來傳播。

當電磁波頻率較低時，主要籍由有形的導電體才能傳遞；當頻率逐漸提高時，電磁波就會外溢到導體之外，不需要介質也能向外傳遞能量，這就是一種輻射。在低頻的電振蕩中，磁電之間的相互變化比較緩慢，其能量幾乎全部反回原電路而沒有能量輻射出去。然而，在高頻率的電振蕩中，磁電互變甚快，能量不可能反回原振蕩電路，于是電能、磁能隨著電場與磁場的周期變化以電磁波的形式向空間傳播出去。

根據以上的理論，每一段流過高頻電流的導線都會有電磁輻射。有的導線用作傳輸，就不希望有太多的電磁輻射損耗能量；有的導線用作天線，就希望能盡可能地將能量轉化為電磁波發射出去。于是就有了傳輸線和天線。無論是天線還是傳輸線，都是電磁波理論或麥克斯韋方程在不同情況下的應用。

對于傳輸線，這種導線的結構應該能傳遞電磁能量，而不會向外輻射；對于天線，這種導線的結構應該能盡可能將電磁能量傳遞出去。不同形狀、尺寸的導線在發射和接收某一頻率的無線電信號時，效率相差很多，因此要取得理想的通信效果，必須采用適當的天線才行！　　研究什么樣結構的導線能夠實現高效的發射和接收，也就形成了天線這門學問。

高頻電磁波在空中傳播，如遇著導體，就會發生感應作用，在導體內產生高頻電流，使我們可以用導線接收來自遠處的無線電信號。

二、天線

在無線通信系統中，需要將來自發射機的導波能量轉變為無線電波，或者將無線電波轉換為導波能量，用來輻射和接收無線電波的裝置稱為天線。發射機所產生的已調制的高頻電流能量（或導波能量）經饋線傳輸到發射天線，通過天線將轉換為某種極化的電磁波能量，并向所需方向出去。到達接收點后，接收天線將來自空間特定方向的某種極化的電磁波能量又轉換為已調制的高頻電流能量，經饋線輸送到接收機輸入端。

綜上所述，天線應有以下功能：

１． 天線應能將導波能量盡可能多地轉變為電磁波能量。這首先要求天線是一個良好的電磁開放系統，其次要求天線與發射機或接收機匹配。

２． 天線應使電磁波盡可能集中于確定的方向上，或對確定方向的來波最大限度的接受，即方向具有方向性。

３． 天線應能發射或接收規定極化的電磁波，即天線有適當的極化。

４． 天線應有足夠的工作頻帶。

這四點是天線最基本的功能，據此可定義若干參數作為設計和評價天線的依據。

把天線和發射機或接收機連接起來的系統稱為饋線系統。饋線的形式隨頻率的不同而分為又導線傳輸線、同軸線傳輸線、波導或微帶線等。所以，所謂饋線，實際上就是傳輸線。

天線的電參數

天線的基本功能就是能量轉換和定向輻射，所謂天線的電參數，就是能定量表征其能量轉換和定向輻射能力的量。

1. 天線的方向性

衡量天線將能量向所需方向輻射的能力。

主瓣寬度：

主瓣寬度是衡量天線的最大輻射區域的程度的物理量。越寬越好。

旁瓣電平：

旁瓣電平是指離主瓣最近且電平最高的第一旁瓣的電平。實際上，旁瓣區是不需要輻射的區域，所以其電平越低越好。 （天線輻射的主瓣旁瓣類似方波信號的頻譜圖）

前后比：

前后比指最大輻射方向（前向）電平與其相反方向（后向）電平之比。前后比越大，天線的后向輻射（或接收）越小。前后比F / B 的計算十分簡單--- F / B = 10 Lg {（前向功率密度） /（ 后向功率密度）}

方向系數：

在離天線某一距離處，天線在最大輻射方向上的輻射功率流密度與相同輻射功率的理想無方向性天線在同一距離處的輻射功率流密度之比。這是方向性中最重要的指標，能精確比較不同天線的方向性，表示了天線集束能量的電參數。

2. 天線效率

天線效率定義為天線輻射功率與輸入功率之比。