天線方向性

　　天線向各個方向輻射或接收電磁波相對強度的特性。對發射天線來說，天線向某一方向輻射電磁波的強度是由天線上各點電流元產生於該方向的電磁場強度相幹合成的結果。

　　如果把天線各個方向輻射電磁波的強度用從原點出發的向量長短來表示，則將全部向量終點連在一起所構成的封閉面稱為天線的立體方向圖，它表示天線向不同方向輻射的強弱。任何通過原點的平面與立體方向圖相截的輪廓線稱為天線在該平面內的平面方向圖。工程上一般採用主平面上的方向圖來表示天線線的方向性，而主平面一般是指包含最大輻射方向和電場矢量或磁場矢量的平面。例如圖1表示電流均勻分佈的元天線的方向圖。圖1a是立體方向圖，圖1b、圖c分別是包含天線軸和垂直於天線軸的兩個主平面上的方向圖。

　　不同天線有不同的方向圖。有些天線的方向圖呈現許多花瓣形狀（圖2），一般由一個主瓣和若幹個旁瓣（或稱副瓣）組成。

　　用電場或磁場強度來表示輻射強度的方向圖稱為場強方向圖；用功率密度的大小來表示的稱為功率方向圖。在功率方向圖的主瓣中，功率降到主瓣最大值一半的兩點所張的夾角稱為主瓣的半功率點寬度(簡稱主瓣寬度)，用它可以表示天線集中輻射的程度。主瓣寬度越小，表示天線的輻射能量越集中在天線的最大輻射方向。

　　方向圖中的最大旁瓣(通常是鄰近主瓣的第一旁瓣)與主瓣最大值的比值稱為旁瓣電平，通常用分貝(dB)來表示。例如，在功率方向圖中

　　另外一個表示天線集中輻射程度的參量是天線的方向性系數或天線增益。向各方向均勻輻射的理想點源天線稱為均勻輻射器並用作比較基準。天線方向性系數的定義是：在總輻射功率相同的情況下，天線在最大輻射方向的輻射功率密度 P與均勻輻射器在該方向的輻射功率密度P₀的比值，通常以D來表示

　　天線增益的定義是:在總輸入功率相同的情況下，天線在最大輻射方向的輻射功率密度 P與均勻輻射器在該方向的輻射功率密度P₀的比值，通常以G來表示

天線的輻射效率η是總輻射功率與總輸入功率之比，所以如果理想均勻輻射器輻射效率為100％，則天線的增益與其方向性系數的關系為G＝ηD。

　　以上是對發射天線來說的，但根據互易定理，同一天線如作為接收天線，將具有相同的方向圖和方向性系數。