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[编者按]经过调制的高频振荡电流，迫不急待地要冲上天空。一架架光速运输机已经做好了起飞准备，天线——就是供它们起飞的跑道。五花八门、形状各异的天线也着实会让不了解它们的人觉得一头雾水。其实，天线可以算是所有无线电设备的“形象大使”。因为只有它是最喜欢“抛头露面”的。即使战场再危险，它们从不会躲进掩体里不露头，也不会把自己用厚厚的装甲包个严实，总是“昂首挺胸”的屹立在它们的战斗位置。从天线的外形中，我们也能解读出它的性能和用途，接下来，就带大家走近神秘的天线家族，看～看在它们挺拔的身姿背后。究竟隐藏着多少秘密。
频段的划分
在正式介绍天线之前，有必要让大家弄清楚频率和波长的关系。这两个名词想，必大家都不陌生，在说明一款电子设备的性能参数时总要涉及工作频率是多少，在哪一个波段。扔一块石头到水里，水面会荡漾出层层的波纹，相邻两个波峰的距离就是波长，而频率就是每秒钟能产生多少圈的波纹。实际上，频率和波长是有确定关系的，波速=波长x频率，在大气层中，电磁波的波速几乎和在真空中一致，为每秒3×108米。
一般来讲，无线电通信所用的电磁波频率在3K赫兹至300吉赫兹之间，相对应的波长最长的有100千米，最短的只有1毫米。那么许多技术资料里提到的UHF、VHF是怎么回事呢?实际上那是给不同频段电磁波起的“小名”。3～30K赫兹的电磁波被称为甚低频(VLF-Very Low Frequency)，换算过来，其波长居然达到了100千米至1000千米，所以也被叫做“超长波”。这个波段的本领是可以穿透海水，所以一般用于对潜通信。频率在30～300千赫兹的波段是低频(LF，Low Frequency)，波长也有1千米至100千米那么长，也叫“长波”，小范围应用于越洋通信。0.3-3兆赫兹的频段叫作中频(MF，Medium Frequen－cy)，也就是我们听广播里面的“中波”，波长在100米到1千米之间。频率再高点，达到3-30M赫兹的频段就是高频了(HF，High Frequency)，波长是10米到100米，叫作“短波”，是传统意义上远距离通信的主力。频率在30-300M赫兹的频段称为甚高频(VHF，Very HighFrequency)，就是常说的“超短波”，波长在1米至10米之间，主要用于中短距离通信。频率再高就是微波了，其中又分为超高频(UHF，Ulna High Frequen-cy)、特高频(SHF，Super High Frequen-cy)和极高频(EHF，Extremely HizhFrequency)，主要用于移动通信和卫星通信。
特别要说明的是，雷达和无线电台虽然都是依靠发射和接收电磁波来工作的设备，但雷达所采用的频段划分有着很大的不同。早期搜索雷达采用波长23厘米的电磁波，这相对当时无线电通信使用的15厘米波长要长，所以取“长”(Long)的首字母“L”为此波段命名(参见表)。随着技术的发展，10厘米的电磁波又开始为雷达使用，波长短了，所以取了“短”(Short)的首字母“S”为其命名。随后，使用3厘米波长的火控雷达出现了，它被命名为x波段，原因是该波段探测精度高，好比直接可以用笔在地图上打上“X”一样。人们又发现，X波段精度虽高，但探测距离近，S波段精度虽然马马虎虎，但探测距离远。为结合x波段和s波段的优势，雷达家族中出现了使用5厘米中心波长的新成员，“结合”(Compromise)的首字母“C”成为了这一波段的代号。德国继英国之后，也独立开发了以1.5厘米为中心波长的具有日耳曼特色的雷达系统。这个波长也很短，德国人用德语“短”(Kurts)的首字母“K”来为这一波段命名。
但是在战争期间，这些具有日耳曼特色的雷达暴露了一个严重的问题：K波段的电磁波会被水蒸汽强烈吸收，如果碰上雨雾雪等恶劣天气，这些雷达便集体两眼一抹黑。此时德国人只能盼着天气变好点，那样自己的雷达才好使；或者干脆坏到底，盟军的飞机就没法出动。战后设计的雷达为了避免这一水蒸汽吸收峰，通常使用比K波段波长略长(Ka，即英语K－above的缩写，意为在K波段之上j和略短(Ku，即英语K—under的缩写，意为在K波段之下)的波段。
在此特别澄清一点，笔者罗列这两种分类绝对不是恶意将读者朋友们的脑袋搞乱，只是这两种分类方式的的确确共同活跃在当今各种官方和非官方的数据中，谁也没有取代谁。尤其是在卫星通信中，沿用了雷达波段的划分方式。
波长与天线尺寸
无线电通信技术和雷达技术对电波的绕射能力具有截然不同的要求。无线电通信中希望不管遇到多大的障碍物，所有电磁波都能够绕过去抵达接受方，而雷达则希望不管被照射的目标有多小，都能有尽可能多的电磁波被反射回来。电磁波的频率越高、波长越短，其传播的直线性就越好，绕射能力越差；而频率越低、波长越长的电磁波绕过障碍物的能力就越强。当“腿短”的微波和超短波被一片树林挡得严严实实时，超长波和长波正迈着它们的“大长腿”翻山越岭呢。
但为什么超长波和长波没有成为现今无线通信的主流呢?从天线上我们可以得到一部分答案。
最早出现也是最简单的天线其实就是一根导线，起初人们认为天线的长度和发射距离是成正比的，于是平天线被做得越来越长，以至于第一篇文章中提到的马可尼在进行远距离通信试验时，用了一只巨大的风筝来牵引天线。随着不断实践，人们逐渐发现其实只有当天线振子的尺寸(就是实际辐射电波的那部分长度)和所辐射的电磁波波长成一定比例，才能达到最佳效果。这个比例就是天线振子的长度要等于波长的四分之一，这个时候无论是发射还是接收电磁波，天线的效率最高。
这就不难解释为什么长波和超长波通信不可能广泛普及的原因了，因为波长越长，所需要的天线也就越长，总不能让一个通信兵拖着几十千米长的天线到处跑吧?在实际场合，这两个波段往往运用于对潜通信和洲际通信的应急手段，其天线场异常庞大、蔚为壮观。那中波怎么样呢?回头看看上一章，能和中波匹配的天线尺寸动辄也要几十米上百米，也只能用于大型的固定台站。到了短波波段，情况就不一样了，几米到十几米的天线就可以满足它。虽然短波的绕射能力比较差，但是它具有一个非常重要的“个性”，就是能够被电离层反射。对于短波而言，大气中的电离层就如同一面镜子，可以将入射波反射回地面。如果运气好的话，还可以再被地面反射到电离层，形成“多跳”。这么一折腾，短波通信的距离就会成倍地延伸。利用这个原理，也可以做成超视距雷达。但是，“成也萧何，败也萧何”。利用高空核爆炸可以在一段时间内使电离层失效，短 波通信的可靠性将遭到致命打击，这时的远程通信，也只能仰仗中、长波应急了。
超短波和微波的传播路径几乎就是一条直线，而且中间不能有太大的障碍物，因为它们哥俩的脑子不会转弯，遇见东西绕都不绕，一脑袋拍上去。但它们都有自己的独到之处。超短波所需要的天线尺寸小，非常便于安装在战斗车辆、飞机和背负式电台上，所以它广泛用于对空联络和作战分队的战术级通信；微波的带宽大，传输数据的速率高，也不会被电离层反射，是卫星通信的不二之选。
几种常见天线
鞭天线只要是导体，都能不同程度地发挥天线的作用。由于软质导线在实际使用中不怎么方便，所以被一根直立的杆状天线取代了，这种看上去十分简单的天线就是鞭天线。大部分的车载天线和背负式电台的天线都是这种类型，就连我们收音机所采用的拉杆式天线也是鞭状天线的一种。为了防止被钩挂而发生折断，鞭天线都具有一定韧性，可以来回弯曲。即便如此，士兵们仍然希望鞭天线的长度能变得更短，这样更加利于隐蔽携行。在天线底部或中部加装电感元件或在天线顶部戴一个发挥电容器作用的“帽子”，就可以解决这个问题。这个“帽子”可以是一个金属圆盘，或是金属环，也可以是几片辐射叶，这样就达到了增加天线有效长度的目的，能够显著提升短小天线的效率。
八木天线鞭天线是全向天线，也就是一插上电，那四面八方都能照顾到。如果联络对象只是在一个特定方向上，那么辐射到其它方向上的功率就等于被浪费掉了。20世纪20年代初，日本东北大学有一位名叫宇田新太郎的学生研制了一种能够定向传播电磁波的天线。它的外形就像汉字“王”，位于中间的是四分之一波长的天线振子，在阵子后面比它长一些的是反射器，在振子前面稍短一些的是引向器，电波的实际发射方向就是由反射器指向引向器。1926年，宇田在日本国内刊物上发表了自己的研究成果，无奈石沉大海，没有引起重视。时隔两年，他的老师八木秀次将这一成果发表在英文刊物上，最终以“八木一宇田天线”取得了专利并将其转让给了美国无线电公司。由于八木一宇田天线良好的指向性，它除了通信用途之外，还被早期的雷达所采用。可笑的是，二战初期日军没有一部装有这种天线的电子设备，直到日军入侵新加坡时，从缴获的英军雷达兵的笔记中才发现了这个“墙里开花墙外香”的前沿技术。后期，八木一宇田天线也有不少改进，其中之一就是增加了引向器的数量，而且一个比一个更短，使整个天线的外观呈鱼骨形。作为一种十分简单实用的天线，它至今仍活跃在短波通信中。
环状天线 环状天线的结构也十分简单，就是一个围成圆形、菱形、方形或三角形的导体环，有的老式电视机“兔耳朵”天线底下还有一个圈，那就是环状天线的一种。大多数环状天线的长度小于四分之一波长，称为“小环”。小环天线具有比较强的方向性，所以多用作无线电测向。
抛物面天线人们看到这种类型的天线时往往会误认为是雷达，其实单从外观上来看它们的差异还真不大。不同的是雷达需要“摇头”扫描，所以有一套伺服系统，而通信用的抛物面天线往往是“死”的，它只对一个固定方向感兴趣。顾名思义，它就是利用一个大抛物面作为天线，发射电磁波的位置恰恰就在抛物面的焦点上，经过抛物面的反射，我们可以得到一个高度集中的电磁波束。作为接收天线时也是一样的道理：电波通过反射汇聚到位于焦点的接收机上。这特别适用于对小信号的接收。
抛物面天线主要工作在微波波段，为什么呢?因为微波的传播直线性最好。你想想如果换成绕射能力强的波，一下子把抛物面绕过去不就白忙活了么。这种天线最主要适用于卫星通信，一部分微波通信和散射通信设备也装有抛物面天线。
判断一部电台的大致工作频率、用途和性能，行家只要看一眼天线的外观，就能猜出七八分，“以貌取人”这句话用在天线身上还真不算离谱。但是，天线的故事并不算完。我们要把天线安装在战车、飞机和舰船上，看看其中还有什么讲究。
频段的划分
在正式介绍天线之前，有必要让大家弄清楚频率和波长的关系。这两个名词想，必大家都不陌生，在说明一款电子设备的性能参数时总要涉及工作频率是多少，在哪一个波段。扔一块石头到水里，水面会荡漾出层层的波纹，相邻两个波峰的距离就是波长，而频率就是每秒钟能产生多少圈的波纹。实际上，频率和波长是有确定关系的，波速=波长x频率，在大气层中，电磁波的波速几乎和在真空中一致，为每秒3×108米。
一般来讲，无线电通信所用的电磁波频率在3K赫兹至300吉赫兹之间，相对应的波长最长的有100千米，最短的只有1毫米。那么许多技术资料里提到的UHF、VHF是怎么回事呢?实际上那是给不同频段电磁波起的“小名”。3～30K赫兹的电磁波被称为甚低频(VLF-Very Low Frequency)，换算过来，其波长居然达到了100千米至1000千米，所以也被叫做“超长波”。这个波段的本领是可以穿透海水，所以一般用于对潜通信。频率在30～300千赫兹的波段是低频(LF，Low Frequency)，波长也有1千米至100千米那么长，也叫“长波”，小范围应用于越洋通信。0.3-3兆赫兹的频段叫作中频(MF，Medium Frequen－cy)，也就是我们听广播里面的“中波”，波长在100米到1千米之间。频率再高点，达到3-30M赫兹的频段就是高频了(HF，High Frequency)，波长是10米到100米，叫作“短波”，是传统意义上远距离通信的主力。频率在30-300M赫兹的频段称为甚高频(VHF，Very HighFrequency)，就是常说的“超短波”，波长在1米至10米之间，主要用于中短距离通信。频率再高就是微波了，其中又分为超高频(UHF，Ulna High Frequen-cy)、特高频(SHF，Super High Frequen-cy)和极高频(EHF，Extremely HizhFrequency)，主要用于移动通信和卫星通信。
特别要说明的是，雷达和无线电台虽然都是依靠发射和接收电磁波来工作的设备，但雷达所采用的频段划分有着很大的不同。早期搜索雷达采用波长23厘米的电磁波，这相对当时无线电通信使用的15厘米波长要长，所以取“长”(Long)的首字母“L”为此波段命名(参见表)。随着技术的发展，10厘米的电磁波又开始为雷达使用，波长短了，所以取了“短”(Short)的首字母“S”为其命名。随后，使用3厘米波长的火控雷达出现了，它被命名为x波段，原因是该波段探测精度高，好比直接可以用笔在地图上打上“X”一样。人们又发现，X波段精度虽高，但探测距离近，S波段精度虽然马马虎虎，但探测距离远。为结合x波段和s波段的优势，雷达家族中出现了使用5厘米中心波长的新成员，“结合”(Compromise)的首字母“C”成为了这一波段的代号。德国继英国之后，也独立开发了以1.5厘米为中心波长的具有日耳曼特色的雷达系统。这个波长也很短，德国人用德语“短”(Kurts)的首字母“K”来为这一波段命名。
但是在战争期间，这些具有日耳曼特色的雷达暴露了一个严重的问题：K波段的电磁波会被水蒸汽强烈吸收，如果碰上雨雾雪等恶劣天气，这些雷达便集体两眼一抹黑。此时德国人只能盼着天气变好点，那样自己的雷达才好使；或者干脆坏到底，盟军的飞机就没法出动。战后设计的雷达为了避免这一水蒸汽吸收峰，通常使用比K波段波长略长(Ka，即英语K－above的缩写，意为在K波段之上j和略短(Ku，即英语K—under的缩写，意为在K波段之下)的波段。
在此特别澄清一点，笔者罗列这两种分类绝对不是恶意将读者朋友们的脑袋搞乱，只是这两种分类方式的的确确共同活跃在当今各种官方和非官方的数据中，谁也没有取代谁。尤其是在卫星通信中，沿用了雷达波段的划分方式。
波长与天线尺寸
无线电通信技术和雷达技术对电波的绕射能力具有截然不同的要求。无线电通信中希望不管遇到多大的障碍物，所有电磁波都能够绕过去抵达接受方，而雷达则希望不管被照射的目标有多小，都能有尽可能多的电磁波被反射回来。电磁波的频率越高、波长越短，其传播的直线性就越好，绕射能力越差；而频率越低、波长越长的电磁波绕过障碍物的能力就越强。当“腿短”的微波和超短波被一片树林挡得严严实实时，超长波和长波正迈着它们的“大长腿”翻山越岭呢。
但为什么超长波和长波没有成为现今无线通信的主流呢?从天线上我们可以得到一部分答案。
最早出现也是最简单的天线其实就是一根导线，起初人们认为天线的长度和发射距离是成正比的，于是平天线被做得越来越长，以至于第一篇文章中提到的马可尼在进行远距离通信试验时，用了一只巨大的风筝来牵引天线。随着不断实践，人们逐渐发现其实只有当天线振子的尺寸(就是实际辐射电波的那部分长度)和所辐射的电磁波波长成一定比例，才能达到最佳效果。这个比例就是天线振子的长度要等于波长的四分之一，这个时候无论是发射还是接收电磁波，天线的效率最高。
这就不难解释为什么长波和超长波通信不可能广泛普及的原因了，因为波长越长，所需要的天线也就越长，总不能让一个通信兵拖着几十千米长的天线到处跑吧?在实际场合，这两个波段往往运用于对潜通信和洲际通信的应急手段，其天线场异常庞大、蔚为壮观。那中波怎么样呢?回头看看上一章，能和中波匹配的天线尺寸动辄也要几十米上百米，也只能用于大型的固定台站。到了短波波段，情况就不一样了，几米到十几米的天线就可以满足它。虽然短波的绕射能力比较差，但是它具有一个非常重要的“个性”，就是能够被电离层反射。对于短波而言，大气中的电离层就如同一面镜子，可以将入射波反射回地面。如果运气好的话，还可以再被地面反射到电离层，形成“多跳”。这么一折腾，短波通信的距离就会成倍地延伸。利用这个原理，也可以做成超视距雷达。但是，“成也萧何，败也萧何”。利用高空核爆炸可以在一段时间内使电离层失效，短 波通信的可靠性将遭到致命打击，这时的远程通信，也只能仰仗中、长波应急了。
超短波和微波的传播路径几乎就是一条直线，而且中间不能有太大的障碍物，因为它们哥俩的脑子不会转弯，遇见东西绕都不绕，一脑袋拍上去。但它们都有自己的独到之处。超短波所需要的天线尺寸小，非常便于安装在战斗车辆、飞机和背负式电台上，所以它广泛用于对空联络和作战分队的战术级通信；微波的带宽大，传输数据的速率高，也不会被电离层反射，是卫星通信的不二之选。
几种常见天线
鞭天线只要是导体，都能不同程度地发挥天线的作用。由于软质导线在实际使用中不怎么方便，所以被一根直立的杆状天线取代了，这种看上去十分简单的天线就是鞭天线。大部分的车载天线和背负式电台的天线都是这种类型，就连我们收音机所采用的拉杆式天线也是鞭状天线的一种。为了防止被钩挂而发生折断，鞭天线都具有一定韧性，可以来回弯曲。即便如此，士兵们仍然希望鞭天线的长度能变得更短，这样更加利于隐蔽携行。在天线底部或中部加装电感元件或在天线顶部戴一个发挥电容器作用的“帽子”，就可以解决这个问题。这个“帽子”可以是一个金属圆盘，或是金属环，也可以是几片辐射叶，这样就达到了增加天线有效长度的目的，能够显著提升短小天线的效率。
八木天线鞭天线是全向天线，也就是一插上电，那四面八方都能照顾到。如果联络对象只是在一个特定方向上，那么辐射到其它方向上的功率就等于被浪费掉了。20世纪20年代初，日本东北大学有一位名叫宇田新太郎的学生研制了一种能够定向传播电磁波的天线。它的外形就像汉字“王”，位于中间的是四分之一波长的天线振子，在阵子后面比它长一些的是反射器，在振子前面稍短一些的是引向器，电波的实际发射方向就是由反射器指向引向器。1926年，宇田在日本国内刊物上发表了自己的研究成果，无奈石沉大海，没有引起重视。时隔两年，他的老师八木秀次将这一成果发表在英文刊物上，最终以“八木一宇田天线”取得了专利并将其转让给了美国无线电公司。由于八木一宇田天线良好的指向性，它除了通信用途之外，还被早期的雷达所采用。可笑的是，二战初期日军没有一部装有这种天线的电子设备，直到日军入侵新加坡时，从缴获的英军雷达兵的笔记中才发现了这个“墙里开花墙外香”的前沿技术。后期，八木一宇田天线也有不少改进，其中之一就是增加了引向器的数量，而且一个比一个更短，使整个天线的外观呈鱼骨形。作为一种十分简单实用的天线，它至今仍活跃在短波通信中。
环状天线 环状天线的结构也十分简单，就是一个围成圆形、菱形、方形或三角形的导体环，有的老式电视机“兔耳朵”天线底下还有一个圈，那就是环状天线的一种。大多数环状天线的长度小于四分之一波长，称为“小环”。小环天线具有比较强的方向性，所以多用作无线电测向。
抛物面天线人们看到这种类型的天线时往往会误认为是雷达，其实单从外观上来看它们的差异还真不大。不同的是雷达需要“摇头”扫描，所以有一套伺服系统，而通信用的抛物面天线往往是“死”的，它只对一个固定方向感兴趣。顾名思义，它就是利用一个大抛物面作为天线，发射电磁波的位置恰恰就在抛物面的焦点上，经过抛物面的反射，我们可以得到一个高度集中的电磁波束。作为接收天线时也是一样的道理：电波通过反射汇聚到位于焦点的接收机上。这特别适用于对小信号的接收。
抛物面天线主要工作在微波波段，为什么呢?因为微波的传播直线性最好。你想想如果换成绕射能力强的波，一下子把抛物面绕过去不就白忙活了么。这种天线最主要适用于卫星通信，一部分微波通信和散射通信设备也装有抛物面天线。
判断一部电台的大致工作频率、用途和性能，行家只要看一眼天线的外观，就能猜出七八分，“以貌取人”这句话用在天线身上还真不算离谱。但是，天线的故事并不算完。我们要把天线安装在战车、飞机和舰船上，看看其中还有什么讲究。