天线基础理论精要
天线的基本定义
天线实现传输线与自由空间的阻抗匹配，完成导行电磁波与球面波的相互转换，以最大化辐射功率。设计核心在于确保天线与传输线及射频源的良好匹配。
天线辐射区域划分
天线周围空间分为近场、中场和远场三个区域。实际应用主要关注远场区，其中电场与磁场相互垂直，幅值均随距离r成反比衰减。例如，直径2英寸的碟形天线在10GHz频率下，远场起始距离约24米。
各向同性辐射器原理
各向同性辐射器在所有方向均匀辐射，功率均匀分布在球面上，通过电磁波传输信息信号。
坡印廷矢量解释
坡印廷矢量用于描述电磁波功率。辐射强度U以瓦特每球面度表示，例如，2W各向同性源在1km处功率密度为160nW/m²。
其中，U为辐射强度。非各向同性辐射源在不同方向辐射强度各异，能定向集中功率。方向性衡量天线聚焦辐射的能力：全向天线在特定平面辐射均匀，而各向同性辐射器为理想化无损全向源，方向性定义为特定方向辐射强度与各向同性源辐射强度的比值。
载流微元与辐射场分析
分析天线时，可简化载流微元的场强计算，再积分求得整体场强，载流微元是构建大型天线系统的基本单元。载流微元辐射场切向球面，坡印廷矢量径向，表示功率沿径向传播，平均功率密度为电场与磁场幅值乘积的一半。
总辐射功率是坡印廷矢量在周围闭合球面上的面积分。
辐射电阻解析
辐射电阻由辐射功率产生。天线总输入功率包含辐射功率和损耗，因此总电阻为辐射电阻与损耗电阻之和。高辐射效率要求辐射电阻阻值远大于损耗电阻。
半波细导线偶极子是最简单且应用广泛的天线之一，两端电流为零，电流呈正弦分布。
天线极化类型
天线极化包括线极化（电场矢量方向固定，分垂直或水平）、圆极化（电场矢量末端轨迹呈圆形）和椭圆极化（轨迹呈椭圆形）。
综上，天线的辐射电阻由其辐射功率产生，可将天线建模为电路元件。