天線的發展經歷了哪些階段

1樓：廣西師範大學出版社

天線是收音機、電視機、雷達以及其他無線電裝置中發射和接收無線電波的裝置。凡是利用無線電波傳遞資訊的系統，都少不了天線。

最早在實際中應用的天線，是19世紀90年代波波夫與馬可尼為了實現無線電遠距離通訊而設計的各種天線。馬可尼為了實現遠洋通訊，曾製造出一種發射天線，它由30根下垂的銅線組成，頂部用水平橫線把這些銅線連在一起，橫線懸掛在兩個支援塔上。從無線電開始應用於通訊時起，天線的發展大致經歷了五個階段。

第一階段，是線狀天線階段。在20世紀初，電子管振盪器尚未發明，工作頻率還限於波長為1000公尺以上的長波。在長波波段，水平天線是不適用的，因此，在這時應用的是各種不對稱天線，如倒，型、t型、傘形天線等。

隨著中波、短波波段的相繼開闢，推出了各種型式的天線。除了有抗衰減的塔式廣播天線外，還有各種水平天線，如環形天線、八木天線等，也研製出了由多個單元組成陣列的大功率天線。

第二階段，為20年代末開始的面狀天線階段。拋物柱面天線，雖然早在2023年赫茲就已首先使用了，但由於沒有相應的振盪源，面狀天線未能得到推廣。到20年代末，隨著微波電子管的出現，各種面狀天線陸續研製出來。

2023年，在紐澤西州的兩個電台之間開始用直徑為3公尺的拋物面天線進行微波通訊。除了拋物面天線，30年代還湧現出喇叭天線、透鏡天線等，這些天線利用波的反射、折射、聚焦等原理製成，可獲得窄波束和高增益。為了傳輸釐公尺波段和公釐波段的無線電波，30年代中後期，空心金屬波導管開始廣泛使用。

40年代雷達的問世，大大促進了微波技術的發展，為了快速捕獲目標，科學家又研製出波束掃瞄等天線。

第三階段，為從第二次世界大戰結束到50年代末期。在這段時間裡，隨著微波接力通訊、射電天文學和電視廣播事業的發展，天線裝置又有了進一步的發展，許多大型拋物反射面天線建設起來。2023年，在美國雷伯的主持下，製造出直徑為9公尺的射電望遠鏡，研究射電的強度分布。

後來又研製出可跟蹤人造地球衛星的拋物面射電望遠鏡，它的拋物面反射鏡，能將來自遠方輻射源的平行光聚焦。

第四階段，為從50年代末到70年代初。人造地球衛星與洲際飛彈的成功發射，對天線的要求日益提高，如要求高增益、高解析度、寬頻帶、快速掃瞄和精確跟蹤。在這一段時間，天線技術的進展神速。

一方面，一些衛星通訊大型地球站天線被建立並得到改進，還出現了卡塞格倫天線等新型天線；另一方面，問世於40年代上半葉的相控陣天線，也由於電子計算機等技術的支援，為適應多目標同時搜尋與跟蹤等方面的需要，70年代初再次受到重視，並得到進一步的發展與應用。

第五階段，為從70年代初至今。隨著衛星通訊的發展和無線電頻道日益擁擠，無線電技術朝越來越短的公釐波、亞公釐波(波長為0.1～1公釐的無線電波)甚至光波方向發展，出現了新型公釐波天線及新型陣列天線。

此外，天線的結構和製造工藝也取得長足的進步，製造出直徑為100公尺、可全向轉動的高精度射電望遠鏡天線，單元數接近2萬的大型相控陣天線，高度超過500公尺的天線塔也研製成功。