[科普中国]-定向天线

定向天线（Directional antenna）是指在某一个或某几个特定方向上发射及接收电磁波特别强，而在其他的方向上发射及接收电磁波则为零或极小的一种天线。采用定向发射天线的目的是增加辐射功率的有效利用率，增加保密性；采用定向接收天线的主要目的是增强信号强度增加抗干扰能力。

应用特点定向天线常用于覆盖比较长的街道，并有以下优点：

1、具有较大的前向增益

2、能抑制后向信号，当该小区会对它后面的小区造成潜在的干扰时，这种特性非常有用。

另外值得一提的是定向天线可以改善微蜂窝覆盖范围内某些建筑物的室内覆盖。1

典型形式（1）二元定向天线阵

由两个相同的辐射元组成，两元之间的距离一般为四分之一波长。这是一种弱定向天线，增益不高，半功率角较宽，一般使用无源反射器，因为天线输入阻抗变化比用引向器时平稳。通常只向辐射器馈电，而在反射器接上一可变电抗器，借改变此电抗值以使前向（靠辐射器方向）辐射最高或后向（靠反射器方向）辐射最弱。但亦有在两天线元同时馈电的，用网络调整两元的电流辐值及相位以使天线阵的辐射图形满足需要。

（2）四元定向天线阵

四元定向天线阵由四个相同的辐射元组成，其平面布置图及相互间电流的关系如图所示。两辐射元或两反射元之间的距离d。一般为二分之一波长，辐射元与反射元之间的距离d。一般为1/4波长。

（3）八元定向天线阵

为了进一步提高天线增益，可采用八元定向天线阵，其布置如图所示，共有四个辐射元和四个反射元。相邻两辐射元间或相邻两反射元间的距离为二分之一波长，辐射元与反射元之间的距离为四分之一波长。此天线阵工作原理与四元定向天线阵相似。2

种类区别天线对空间不同方向具有不同的辐射或接收能力，这就是天线的方向性。根据方向性的不同，天线有全向和定向两种。下面主要讲解一下它们之间的区别以及相关参数。

全向天线

全向天线，即在水平方向图上表现为360°都均匀辐射，也就是平常所说的无方向性。一般情况下波瓣宽度越小，增益越大。全向天线在通信系统中一般应用距离近，覆盖范围大，价格便宜。增益一般在9dB以下 。下图所示为全向天线的信号辐射图。

全向天线的辐射范围比较象一个苹果。

定向天线

定向天线，在水平方向图上表现为一定角度范围辐射，也就是平常所说的有方向性。同全向天线一样，波瓣宽度越小，增益越大。定向天线在通信系统中一般应用于通信距离远，覆盖范围小，目标密度大，频率利用率高的环境。

我们也可以这样子来思考全向天线和定向天线之间的关系：全向天线会向四面八方发射信号，前后左右都可以接受到信号，定向天线就好像在天线后面罩一个碗状的反射面，信号只能向前面传递，射向后面的信号被反射面挡住并反射到前方，加强了前面的信号强度。下图为定向天线的信号辐射图。1

定向天线的主要辐射范围像个倒立的不太完整的圆锥。

二者差异

通过上文我们能够形象的认识到什么是全向天线，什么是定向天线，那么在实际应用时该注意些什么呢？

天线的选购：如果需要满足多个站点，并且这些站点是分布在AP的不同方向时，需要采用全向天线；如果集中在一个方向，建议采用定向天线；另外还要考虑天线的接头形式是否和AP匹配、天线的增益大小等是否符合您的需求；

天线的安装：对于室外天线，天线与无线AP之间需要增加防雷设备；定向天线要注意天线的正面朝向远端站点的方向；天线应该安装在尽可能高的位置，天线和站点之间尽可能满足视距（肉眼可见，中间避开障碍）。

本词条内容贡献者为:

何星 - 副教授 - 上海交通大学