二、天线的方向性
我们衡量一个天线在发射和接收电磁波性能的优劣时,还要了解天线性能指标的另一个参数——天线的方向性，也就是天线在360°的空间里对各个方向发射和接收电磁波的能力。实际应用中，我们主要关心的是天线在水平方向上的发射和接收电磁波的能力，或者要求天线在我们希望的某些方向上有尽可能大的发射和接收电磁波的能力。
天线的理论基础是电磁场理论，通过麦克斯韦方程加简化了的边界条件可以计算出并确定天线在各个方向上的发射和接收电磁波的结果，这一结果我们可以用极坐标表达的天线方向图来描述。通过计算得到的这一结果往往太理想化了,有时和实际的天线还有较大的误差。所以，正规生产天线厂家的产品，往往是在电磁消声室里通过实测的的方法得到该类型天线的方向图，我们可以根据自己的需要选择合适方向图的成品天线。业余条件下，自制天线的方向图，可以参考已知同类型天线的方向图。
提到天线的方向图，还要了解电磁波的极化。所谓极化，就是电磁波的电场分量在传播时，是与大地平行的还是垂直的，这样，便有了水平极化和垂直极化之分。公众广播电台的LM、MW、SW、、TV广播基本上都是采用水平极化方式，业余电台在HF段也是采用水平极化方式。业务电台的V、U段通信（我们经常使用的对讲机，寻呼机等，包括业余电台的V、U段通信）、AIR、GSM、C等，基本上是采用垂直极化的方式，接收时，为了得到最好的接收效果，接收天线在实际安装时，应尽量与所接收电磁波的极化方式一致，也就是天线的有效单元是采用水平还是垂直方式安装。但800兆以上的，接收天线的极化影响并不明显，而且是频率越高，越不明显。另外，接收位置的信号场强高时，接收天线的极化效应不明显，场强弱时，接收天线的极化效应明显。环型天线是个例外，低阻的环型天线是接收电磁波的磁场分量，高阻环型天线的接收对电磁波的磁场分量和电场分量兼而有之，正是由于环型天线结构和接收原理的特殊性，实际使用时我们可以不用去考虑环型天线的极化
效应，只需考虑天线的方向性。
另外，无线电波在传输的过程中，经过多径传播后，往往不能保证到达接收位置时还保持严格的极化方式，总会发生一些改变 。例如，短波无线电信号传播时在电离层和大地之间的多次弹跳，无线电波经过高山大川时的绕射，城市里高大建筑物对无线电波的反射，等等。说到天线的方向性，基本上可以分为两大类，全向天线和定向天线。
1、全向天线
全向天线的方向图是一个以天线所在位置为圆心的一个圆形，或是一个不规则的圆形。公众广播电台为了得到尽可能大的广播覆盖区域，也可以看成是完成点对面的通信，特别是中波和调频广播，还有电视广播，主要是完成本地区的覆盖，它的发射天线采用的就是全向天线。但短波广播电台却是例外。我们常见到的对讲机（包括各种手持对讲机、接收机）使用的天线，车载对讲机在移动车辆上使用的吸盘天线、夹持天线都属于全向天线, 鞭状天线也是典型全向天线。我们爱好者经常用到的长线天线也可以算是全向天线。
2、定向天线
定向天线的方向图，可以看成是天线位置在花芯的，一朵花的花瓣的图形，不过这朵花的花瓣可能只有一、两个，或是有几个，也可能这些花瓣有大有小，有宽有窄，有长有短，这些花瓣，我们把它称为波瓣。不同类型的定向天线，其方向图也是不一样的。有时，为了特别强调天线在某一方向上的效果，我们可以采用波瓣长而窄的定向天线。在进行抗干扰接收时，或是进行中波和调频广播的远程接收时，常常这样做。短波公众广播电台是用来完成跨地区、跨国界、跨洲际的广播，它的发射天线常常采用定向天线。业务通信电台在V/U段进行点对点的通信时也要用到定向天线。我们常常用到的半波偶极天线、折合振子天线、斜拉天线、倒V天线、八木天线、环型天线等都是属于定向天线。有时我们也可以把一个全向天线和一个定向天线组合在一起，来得到一个具有特殊方向图的组合天线，也可以把几个具有相同方向图的定向天线组合在一起，来得到一个全向天线。
（未完待续）
 |