天線在維基詞典中被定義為一種通常是金屬的輻射或者接收電磁波的裝置。IEEE標準定義，天線是發(fā)射或者幾首電磁波的手段。也就是說天線是自由空間和導向裝置的一種過度結構（1In other words the antenna is the transitional structure between free-space and a guiding device）導引線或者傳輸線采用同軸線或者波導形式，用來將電磁能量從源端傳輸?shù)教炀€，或者是將電磁能量從天傳輸?shù)浇邮斩?。前一種情況是發(fā)送天線，后一種情況是接收天線。 圖1.1的天線系統(tǒng)傳輸線戴維南等效傳輸模型如圖1.2
源端由一個理想的發(fā)生器（發(fā)電機）代表，傳輸線由一根帶有特性阻抗 （圖里沒有）的導線代表，天線由負載是
的線連接在傳輸線上。負載電阻
被認為是與天線結構有關的傳導和電介質(zhì)損耗。
之輻射電阻，用來代表天線的電磁輻射。電抗
用來代表與天線輻射相關的阻抗的虛部。在理想情況下，源端產(chǎn)生的能量應該被完全的傳輸?shù)捷椛潆娮?img class="math-inline" src="https://math.jianshu.com/math?formula=R_%7Br%7D%20" alt="R_{r} " mathimg="1">該電阻用來表示天線的輻射。然而在實際情況中由于天線的傳輸線損耗特性、以及傳輸線和天線之間的反射（錯配）損耗?？紤]源的內(nèi)部阻抗忽略線的反射（錯配）損耗，在共軛匹配的情況下最大功率將被傳輸?shù)教炀€端。
圖2.27也展示了戴維南和諾頓等效電路
? ? ? ? 來自界面產(chǎn)生的的反射波和從源端到天線的行波一起在傳輸線內(nèi)部產(chǎn)生的具有建設性和破壞性的干涉圖樣，稱為駐波，他們代表了能量集中和存儲的區(qū)域，是一種典型的諧振器件。典型的駐波圖如圖1.2，另一種如圖1.15 .如果天線設計的不合理。傳輸線就會扮演能量存儲裝置而不是波導和能量傳輸裝置。如果駐波的最大場足夠大，就會導致傳輸線內(nèi)部拱起。由于傳輸線，天線和駐波引起的損耗是不受歡迎的。傳輸線損耗可以通過選取最小損耗傳輸線使其最小化。天線的損耗可通過降低圖1.2中所代表的損耗電阻來降低。通過匹配天線負載阻抗和傳輸線特性阻抗可以使天線的儲能容量最小，駐波減小。這與負載匹配到傳輸線是一樣的，只不過這的負載是天線..疆圖1.2中的源用接收端代替其余部分不不，圖1.2的類似模型就可以用來表示接收端天線，其輻射電阻
用來代表接收天線從自由空間到天線的能量傳遞，可用圖1.17的戴維南，諾頓電路等效電路表示。
? ? ? ?除了接收或傳輸能量，先進無線系統(tǒng)中的天線還需要在某些方向優(yōu)化或改進輻射能量，在其他方向進行一些抑制。因此，除了探測設備外，天線還必須具有方向性。他必須通過各種形式來實現(xiàn)特定的需求，他可能是一根導線，一個小孔，一塊補丁，一組元件（陣列），一個反射器、一個透鏡等等。
? ? ? ?對無線通信系統(tǒng)來說，天線是最重要的元件，良好的天線設計可以放松系統(tǒng)要求，提高系統(tǒng)的性能。電視就是個很好的例子，他的全向性廣播和接收性能可通過一個高性能的天線來提高。天線對通信系統(tǒng)的作用就像眼鏡對眼睛的作用一樣。
? ? ? ?天線領域是一個活躍和動態(tài)的領域，在過去60年的通信系統(tǒng)革命中天線技術是其中不可或缺的一部分。那時很多先進的重大的進步已經(jīng)被今天廣泛應用，然而我們今天還面領著更多問題和挑戰(zhàn)特別是對系統(tǒng)性能要求更高的今天。在天線技術上許多重大的進步在70~90年代就已經(jīng)完成，在90年代初就已經(jīng)實施
1.2、TYPES OF ANTENNAS
簡要介紹和討論天線的種類，看一眼，以便知道我們在書中會遇到什么。
1.2.1、Wire Antennas
對外行人來說，線天線是很熟悉的，因為他們隨處可見，汽車，大樓，輪船，飛機，宇宙飛船等等。有線天線有各種各樣的形狀，例如直線型，環(huán)形，和螺旋形狀如圖1.3.
環(huán)形天線不僅有圓環(huán)還可以是長方形，正方形，橢圓形或者其它形狀，圓環(huán)是最常見的，因為它結構簡單。一些孔徑天線如圖1.4所示
1.2.2 Aperture Antennas孔徑天線？口徑天線
隨著對復雜天線和高頻率的需求的增長，天線在今天比過去更加被外行人熟知，一些孔徑天線如圖1.4所示
? ? ? ?這種類型的天線在飛機和宇宙飛船上非常有用，因為它能非常方便的嵌入在飛機或者幽州飛船的表面 。此外，他們還能被覆蓋電介質(zhì)材料保護他們免收環(huán)境條件中的危險。
1.2.3 Microstrip Antennas微帶天線
微帶天線在20世紀70年代開始流行，主要用于太空，今天主要用于政府和商業(yè)。這些天線由接地基板和上面的金屬貼片組成。金屬貼片有很多不同的結構。矩形和圓形貼片如圖1.5是最流行的結構，因為他易于分析和構造還有吸引人的輻射特性以及低交叉極化輻射。
微帶天線是低剖面，適用于平面和非平面，采用現(xiàn)在印刷電路技術制作，簡單，成本低。安裝在剛性表面時機械性能強，與MMIC設計兼容，在諧振頻率、極化、模式和阻抗方面非常通用。這些天線可以安裝在高性能飛機、航天器、衛(wèi)星、導彈、汽車，甚至手持式移動電話的表面。它們將在第14章中進行更詳細的討論。
1.2.4 Array Antennas?
很多應用所需的輻射特性不能被單一的元件實現(xiàn)，然而一些電輻射元件的集合或者幾何學陣列可以實現(xiàn)這養(yǎng)的需求。陣列的排列可以是讓來自元素的輻射加在一起，在某一特定方向上的輻射達到最大值，而在其他方向上的輻射達到最小值。典型的簡單陣列如圖1.6。通常陣列需要預留單獨輻射元件的分布。
1.2.5 Reflector Antennas
太空探索的成功導致了天線理論的發(fā)展。由于需要遠距離通信，必須使用復雜形式的天線來發(fā)射和接收必須傳播數(shù)百萬英里的信號。這種應用的一種非常常見的天線形式是拋物面反射器，如圖1.7（a）和（b）。這種類型的天線的直徑高達305米。如此大的尺寸才能實現(xiàn)在數(shù)百萬英里的行程后傳輸或接收信號所需的高增益。反射器的另一種形式雖然不像拋物線反射器那樣常見，是角反射器，如圖1.7（c）
1.2.6 Lens Antennas透鏡天線
透鏡主要用于校準入射發(fā)散能量，以防止發(fā)散能量向不希望的方向擴散。通過適當?shù)厮茉鞄缀谓Y構和選擇合適的透鏡材料，他們可以把各種形式的發(fā)散能量轉(zhuǎn)換成平面波。它們可以像拋物面反射器一樣用于大多數(shù)相同的應用，特別是在更高的頻率。它們的尺寸和重量在較低的頻率下變得非常大。透鏡天線是根據(jù)其構造材料或幾何形狀來分類的。一些表單如圖1.8[2]所示。總而言之，理想的天線是將發(fā)射機傳遞給它的所有功率按所希望的單一方向或多個方向輻射出去的天線。然而，在實踐中，這種理想的性能是無法實現(xiàn)的，但可以接近。有各種類型的天線可供選擇，每種類型可以采用不同的形式，以達到特定應用所需的輻射特性。全書中，大部分這些天線的輻射特性都進行了詳細討論。
1.3 RADIATION MECHANISM 輻射機制
? ? ? ? ? 關于天線，首先可能會問到的問題之一是“輻射是如何實現(xiàn)的?”換句話說，源電磁場是如何產(chǎn)生的，如何在傳輸線和天線中存儲和導引的 ，并最終從天線“分離”形成自由空間的電磁波?最好的解釋可以用例證來說明。
illustration：說明；[印刷]插圖；[經(jīng)]例證；圖解
divergent :相異的分歧的散開的
detached”：分開分離
incident：事件
collimate ：校準；瞄準；使成平行
aggregate：集合
arrangement ：布置，整理
dimensions：尺寸
geometrical ：幾何學的
diameters:直徑的
reserved for：預留給
parabolic:拋物線
resonant frequency, polarization, pattern, and impedance
諧振頻率、極化、模式和阻抗方面非常通用
The metallic patch can take many different configurations,金屬貼片有很多結構
?low profile, comformable to planar and nonplanar,低剖面可以共成型的平面和非平面
planar and nonplanar平面和非平面
robust：健壯的
mounted on:安裝在
rigid :僵硬的
compatible :兼容的
fabricate ：制造
a metallic patch 金屬貼片
cross-polarization：交叉極化
ease of? 易于
?a grounded substrate.接地基板
primarily for spaceborne:主要用在太空飛行
Waveguide apertures：波導口徑
horns：喇叭
sophisticated：復雜的
Aperture Antennas：孔徑天線
hazardous conditions：危險條件
ellipse：橢圓
flush-mounted：嵌入式的
layman：外行人
?helices：螺旋
Dipoles：偶極子
get a glance as to：看一眼
the nonspecialist? 非專業(yè)人士?
utilizing：利用
helix：螺旋
under way：
vigorous and dynamic：充滿活力的
indispensable：不可缺少的
interference patterns,：干涉圖形
storage：存儲
critical components：
conducting wire, an aperture, a patch,
an assembly of elements (array), a reflector, a lens, and so forth.
一根導線，一個小孔，一塊補丁，一組元件（陣列），一個反射器、一個透鏡等等。
probing device：
suppress：壓制
optimize or accentuate：優(yōu)化或加強
transfer of energy？能量傳遞還是轉(zhuǎn)換。
dashed in 虛線
equivalent：
pockets of energy ：能量集中地地方
constructive and destructive ：建設性的和破壞性的
interference patterns,?
transmission-line? ？? transmission line?傳輸線
traveling wave 行波
radiation：輻射
arching：拱起
ideal generator?
imaginary part：虛部
reactance:電抗
impedance：阻抗
