- 天線(xiàn)類(lèi)型
- 固用、行動(dòng)用天線(xiàn)的趨勢(shì)
- 微型天線(xiàn)的發(fā)展趨勢(shì)
- 棒型天線(xiàn)是收發(fā)端的方位不定
- 偶極型天線(xiàn)則開(kāi)始有部分的定向性
- 碟型比偶極型更講究定向性
天線(xiàn)類(lèi)型
1.棒型天線(xiàn)
棒型天線(xiàn)是收發(fā)端的方位不定，必須從四面八方都能收發(fā)信號(hào)時(shí)所用，最常見(jiàn)的如隨身收音機(jī)的天線(xiàn)、計(jì)程車(chē)用的無(wú)線(xiàn)電天線(xiàn)等，人與汽車(chē)隨時(shí)移動(dòng)，因此方位不定，需要全向性的收發(fā)，此外有些棒型天線(xiàn)會(huì)設(shè)計(jì)成可伸縮的型態(tài)，伸長(zhǎng)可強(qiáng)化收發(fā)訊，縮短則方便收納，如汽車(chē)進(jìn)入低矮的停車(chē)場(chǎng)、收音機(jī)要放到抽屜時(shí)。
模樣收音機(jī)的接收天線(xiàn)、車(chē)用無(wú)線(xiàn)電天線(xiàn)等都是全向性（Omnidirectional）的棒型天線(xiàn)。
2.偶極型天線(xiàn)與八木天線(xiàn)
偶極型天線(xiàn)則開(kāi)始有部分的定向性，偶極天線(xiàn)是由兩個(gè)L狀金屬（多為鋁或銅）條并放成T狀而成，最常見(jiàn)的運(yùn)用是在業(yè)余無(wú)線(xiàn)電的火腿族上，必須進(jìn)行方位對(duì)應(yīng)才有較佳的收發(fā)性。此外現(xiàn)有模樣比無(wú)線(xiàn)電視（中視、民視等）所用的八木天線(xiàn)（Yagi-UdaAntenna，簡(jiǎn)稱(chēng)：YagiAntenna，俗稱(chēng)：魚(yú)骨天線(xiàn)）也是偶極型天線(xiàn)的進(jìn)階變化，主要是在天線(xiàn)前端增設(shè)信號(hào)導(dǎo)波器、在后端增設(shè)信號(hào)反射器，以此來(lái)強(qiáng)化方位感應(yīng)力。更廣義來(lái)說(shuō)，偶極型天線(xiàn)、八木天線(xiàn)屬線(xiàn)型天線(xiàn)，其他的線(xiàn)型天線(xiàn)還有饋線(xiàn)型天線(xiàn)（FeedingWireAntenna）、旅波型天線(xiàn)（TravelWaveAntenna）等。
偶極型天線(xiàn)如圖呈T型，T型的水平部分長(zhǎng)度為波長(zhǎng)的1/2，波長(zhǎng)若12.5cm，則T型水平部分長(zhǎng)度應(yīng)為6.25cm。
線(xiàn)型天線(xiàn)中的偶極型天線(xiàn)（左）與折偶型天線(xiàn)（右）。
日本東北帝國(guó)大學(xué)的教授：八木秀次，以及八木研究室的講師：宇田新太郎兩人共同發(fā)明了八木?宇田天線(xiàn)，一般簡(jiǎn)稱(chēng)八木天線(xiàn)?！?br />
3.碟型天線(xiàn)
碟型天線(xiàn)方面，最常見(jiàn)的即是過(guò)去的小耳朵（模樣衛(wèi)星電視），由于信號(hào)來(lái)自大氣層外的人造衛(wèi)星，信號(hào)能量打回地球后，由于路程遙遠(yuǎn)、信號(hào)能量不斷衰減損耗，到地面時(shí)已經(jīng)相當(dāng)微弱，為了能清晰接收已經(jīng)微弱的信號(hào)，天線(xiàn)必須用類(lèi)似碗狀的集聚型態(tài)，理論上類(lèi)似放大鏡，也類(lèi)似聚熱型的太陽(yáng)能發(fā)電。
碟型比偶極型更講究定向性，衛(wèi)星電視為了有最好的收訊，必須對(duì)準(zhǔn)大氣層外的衛(wèi)星軌道方位，此外已經(jīng)微弱的信號(hào)即便集聚也依然微弱，且衛(wèi)星信號(hào)多為極高的頻率，這時(shí)必須進(jìn)行中介性的降頻程序，將高頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成較低頻，并將微弱能量信號(hào)進(jìn)行功率放大與強(qiáng)化，之后才能提供給更后端的應(yīng)用裝置使用。由于碗狀、碟狀天線(xiàn)具有極高的收發(fā)方位性，因此軍事上的追蹤雷達(dá)、照明雷達(dá)也多採(cǎi)此種設(shè)計(jì)，意味接近的衍生變形設(shè)計(jì)也有橘皮天線(xiàn)（形狀類(lèi)似被部分剝開(kāi)的橘子皮）等。
[page]地面上與衛(wèi)星收發(fā)聯(lián)繫的地面站，也是用碟型天線(xiàn)與衛(wèi)星進(jìn)行信號(hào)的收發(fā)通信。
拋物面天線(xiàn)（ParabolicAntenna）與碟型、碗型天線(xiàn)屬同一類(lèi)型，具有強(qiáng)烈的電波收發(fā)方向性，所謂拋物面是指彎弧部位的曲線(xiàn)類(lèi)似拋物線(xiàn)。
固用、行動(dòng)用天線(xiàn)的趨勢(shì)
只是瞭解基礎(chǔ)是不夠的，近年來(lái)無(wú)線(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用愈來(lái)愈廣，過(guò)往各式各樣的實(shí)際接線(xiàn)也都期望透過(guò)無(wú)線(xiàn)而獲得去線(xiàn)化，使得天線(xiàn)必須依據(jù)各種場(chǎng)合需求而有更合適的變化提升。舉例來(lái)說(shuō)，為了更快的傳輸率，WiFi已經(jīng)開(kāi)始使用MIMO（MultipleInputMultipleOutput，多組收發(fā)天線(xiàn)）技術(shù)，MIMO是實(shí)現(xiàn)智能型天線(xiàn)所必備的基礎(chǔ)，不僅是WiFi，包括WiMAX/WiBro、3G的W-CDMA、CDMA2000也都將MIMO列入后續(xù)的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)中。
MIMO雖然興盛，但主要是用于固定式通信，如基地臺(tái)、HotSpot、至多用在筆記型電腦，然而行動(dòng)裝置、掌上裝置本身的體積已相當(dāng)嬌小，很難再放入更多數(shù)目的天線(xiàn)，對(duì)手持/掌上裝置而言它們更需要的是微型天線(xiàn)、嵌入式天線(xiàn)。特別是在WPAN、WSAN領(lǐng)域格要需要，如Bluetooth、ZigBee、Z-Wave、RFID等。比較不同的是，MIMO所用的依然是偶極型天線(xiàn)，只是增多天線(xiàn)數(shù)目，并運(yùn)用天線(xiàn)后端的運(yùn)算比對(duì)分析而使無(wú)線(xiàn)收發(fā)有更多的效益。而微型天線(xiàn)則是期望在相同的天線(xiàn)功效上能在物理特性上有更多的設(shè)計(jì)彈性。接下來(lái)我們將針對(duì)智能型天線(xiàn)與微型天線(xiàn)進(jìn)行更多的說(shuō)明。 智能型天線(xiàn)
智能型天線(xiàn)（SmartAntenna，有時(shí)也稱(chēng)：可適性天線(xiàn)系統(tǒng)，AdaptiveAntennaSystem；AAS，或稱(chēng)AdaptiveAntennaArray；AAA），它有別于過(guò)去多半用單一天線(xiàn)進(jìn)行收發(fā)，而是同時(shí)動(dòng)用多組天線(xiàn)來(lái)強(qiáng)化收發(fā)效果。智能型天線(xiàn)的第一個(gè)好處是拓增頻寬，倘若1組天線(xiàn)可以傳輸通量55Mbps，那么同時(shí)用上2組天線(xiàn)理想上就可獲得110Mbps的傳輸通量，但先決條件是發(fā)送與接收端都要同時(shí)具備與啟用2組天線(xiàn)，以此類(lèi)推也可以加增第3、第4天線(xiàn)，目前IEEE802.11n的最高定義也是至4組，4接收、4發(fā)送的4x4組態(tài)。
除了簡(jiǎn)單的增組增通量外，事實(shí)上多組天線(xiàn)也可以實(shí)現(xiàn)更多以往單組天線(xiàn)所辦不到的收發(fā)特性，以接收而言，多組天線(xiàn)同時(shí)接收，由于各天線(xiàn)有其方位差別，所接收到的信號(hào)也不盡相同，然而利用不同天線(xiàn)接收相同信號(hào)的些微差異，這個(gè)差異透過(guò)更后端的數(shù)字信號(hào)處理器進(jìn)行比對(duì)、分析，如此原本對(duì)單組天線(xiàn)而言已經(jīng)微弱（在傳送路徑中已經(jīng)反射、散射性地減弱）到不能辨識(shí)的信號(hào)，也可透過(guò)這種多組接收比對(duì)使信號(hào)仍有機(jī)會(huì)再現(xiàn)，進(jìn)而強(qiáng)化信號(hào)的接收性。
此外，智能型天線(xiàn)也可以先向遠(yuǎn)處的收發(fā)端進(jìn)行一個(gè)發(fā)波，之后接收發(fā)波反射的回應(yīng)時(shí)間而得知受服務(wù)端的遠(yuǎn)近距離，得知距離后便可以依據(jù)遠(yuǎn)近的不同而發(fā)送不同功率的傳輸，A裝置較近就發(fā)送較低弱的功率，B裝置較遠(yuǎn)較發(fā)送較高強(qiáng)的功率，而不是對(duì)任何服務(wù)裝置都發(fā)送相同功率，如此反而會(huì)增加干擾機(jī)會(huì)，適傳距適功率也是智能型天線(xiàn)特性中的一環(huán)，此種技術(shù)機(jī)制一般稱(chēng)為BeamForming。更進(jìn)一步的，智能型天線(xiàn)也因?yàn)樘炀€(xiàn)數(shù)的增加而可以有方位性的應(yīng)用，PHS基地臺(tái)所用的分空多方存?。⊿pace-DivisionMultipleAccess，SDMA）即是運(yùn)用智能型天線(xiàn)技術(shù)所實(shí)現(xiàn)。
D-Link友訊的Pren/11n型無(wú)線(xiàn)路由器：RangeBoosterN650RouterDIR-635，圖中可看出三個(gè)直豎天線(xiàn)?！?br />
D-Link友訊的Pren/11n型無(wú)線(xiàn)網(wǎng)路卡：RangeBoosterN650DesktopAdapterDWA-547，圖中可看出三個(gè)直豎天線(xiàn)。
微型天線(xiàn)：平板、槽孔
智能型天線(xiàn)是編碼、調(diào)變、演算層面的信號(hào)技術(shù)，而另一個(gè)天線(xiàn)技術(shù)趨勢(shì)是微型化，也稱(chēng)微型天線(xiàn)或微帶天線(xiàn)，這是為了更合乎、因應(yīng)手持、掌上裝置應(yīng)用需求而有的新趨。微型天線(xiàn)多半為平板型（Planar）設(shè)計(jì)，或同時(shí)用上多片平板的陣列平板（ArrayPlanar）型，此外也有採(cǎi)行槽孔（Slot）型等設(shè)計(jì)。
事實(shí)上微型天線(xiàn)依然是傳統(tǒng)偶極天線(xiàn)，只是為了縮小體積而特別改變外貌，例如變化成圓形、橢圓形、環(huán)形、矩形、三角形等，以此讓天線(xiàn)更短小輕薄，而天線(xiàn)背后的基板（Substrate）則多是使用FR4的玻璃纖維印刷電路板（PCB），以此能更符合電子應(yīng)用產(chǎn)品的一體性設(shè)計(jì)。此也稱(chēng)為印刷式天線(xiàn)（PrintedAntenna），印刷式天線(xiàn)可以是單偶、雙偶、折偶等多種形式。
另外，不與應(yīng)用電路一體成形，而採(cǎi)額外附加的微型天線(xiàn)也有貼片式的天線(xiàn)（PatchAntenna）、表面黏著的天線(xiàn)（SurfaceMountableAntenna），或者是螺旋狀天線(xiàn)（HelixAntenna）。值得留意的是，內(nèi)嵌作法中近年來(lái)愈來(lái)愈流行用平面倒F型天線(xiàn)（PlanarInvertedFAntenna，PIFA），此種天線(xiàn)具有短路結(jié)構(gòu)，可以讓天線(xiàn)的諧振長(zhǎng)度從1/2縮減到近1/4，如此可以使天線(xiàn)進(jìn)一步縮小。 其他技術(shù)趨勢(shì)
除了智能化、微型化設(shè)計(jì)外，其他的天線(xiàn)設(shè)計(jì)趨勢(shì)包括讓多個(gè)頻率波段共用同一組天線(xiàn)、使用更具可彎曲性的的材質(zhì)，好搭配今日講究穿戴式、可彎曲式的電子設(shè)計(jì)、顯示器設(shè)計(jì)。日前日本歐姆龍（OMRON）公司就將天線(xiàn)背部基板從過(guò)往常用的陶瓷改成樹(shù)脂塑膠，使其具有更佳的天線(xiàn)可彎性。
此外，隨著新版的Bluetooth與WirelessUSB等無(wú)線(xiàn)通信都採(cǎi)用超寬頻（UltraWideBand）UWB技術(shù)后，超寬頻所用的天線(xiàn)也逐漸受到重視，超寬頻的特性是通跨極大的頻率波段帶，但功率卻相當(dāng)，類(lèi)似更偏執(zhí)的展頻作法。目前超寬頻用的天線(xiàn)多採(cǎi)行單極設(shè)計(jì)（也別于偶極），更進(jìn)一步的區(qū)分還有梯狀、U狀、單極三分饋式（monopolewiththree-branchfeedingstrip）、波段槽刻單極式（Band-notchmonopole）等。另外也有晶片型態(tài)的天線(xiàn)，例如積層陶瓷晶片型（Multi-layerceramicbasechip）或平面金屬板晶片型（Planarmetal-platechip）等，未來(lái)發(fā)展皆值得關(guān)注。
美國(guó)羅德島大學(xué)（UniversityofRhodeIsland）物理系研究工程師：RobVincent發(fā)明了分散式負(fù)載單極（DistributedLoadMonopole，DLM）天線(xiàn)，Vincent宣稱(chēng)該技術(shù)可使單極天線(xiàn)的尺寸縮小至傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的1/4尺寸，目前此一研究由美國(guó)海軍持續(xù)資助中。
