在无线通信系统中，需要将来自发射机的导波能量转变为无线电波，或者将无线电波转换为导波能量，用来辐射和接收无线电波的装置称为天线。发射机所产生的已调制的高频电流能量(或导波能量)经馈线传输到发射天线，通过天线将转换为某种极化的电磁波能量，并向所需方向出去。到达接收点后，接收天线将来自空间特定方向的某种极化的电磁波能量又转换为已调制的高频电流能量，经馈线输送到接收机输入端。
一、电磁波产生的基本原理
按照麦克斯韦电磁场理论，变化的电场在其周围空间要产生变化的磁场，而变化的磁场又要产生变化的电场。这样，变化的电场和变化的磁场之间相互依赖，相互激发，交替产生，并以一定速度由近及远地在空间传播出去。
当电磁波频率较低时，主要籍由有形的导电体才能传递;当频率逐渐提高时，电磁波就会外溢到导体之外，不需要介质也能向外传递能量，这就是一种辐射。在低频的电振荡中，磁电之间的相互变化比较缓慢，其能量几乎全部反回原电路而没有能量辐射出去。然而，在高频率的电振荡中，磁电互变甚快，能量不可能反回原振荡电路，于是电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去。
根据以上的理论，每一段流过高频电流的导线都会有电磁辐射。有的导线用作传输，就不希望有太多的电磁辐射损耗能量;有的导线用作天线，就希望能尽可能地将能量转化为电磁波发射出去。于是就有了传输线和天线。无论是天线还是传输线，都是电磁波理论或麦克斯韦方程在不同情况下的应用。
对于传输线，这种导线的结构应该能传递电磁能量，而不会向外辐射;对于天线，这种导线的结构应该能尽可能将电磁能量传递出去。不同形状、尺寸的导线在发射和接收某一频率的无线电信号时，效率相差很多，因此要取得理想的通信效果，必须采用适当的天线才行!
研究什么样结构的导线能够实现高效的发射和接收，也就形成了天线这门学问。
高频电磁波在空中传播，如遇着导体，就会发生感应作用，在导体内产生高频电流，使我们可以用导线接收来自远处的无线电信号。
二、天线
在无线通信系统中，需要将来自发射机的导波能量转变为无线电波，或者将无线电波转换为导波能量，用来辐射和接收无线电波的装置称为天线。发射机所产生的已调制的高频电流能量(或导波能量)经馈线传输到发射天线，通过天线将转换为某种极化的电磁波能量，并向所需方向出去。到达接收点后，接收天线将来自空间特定方向的某种极化的电磁波能量又转换为已调制的高频电流能量，经馈线输送到接收机输入端。
综上所述，天线应有以下功能：
| 序号 | 描述 |
|---|---|
| 1 | 天线应能将导波能量尽可能多地转变为电磁波能量 |
| 2 | 天线应使电磁波尽可能集中于确定的方向上，或对确定方向的来波最大限度的接受，即方向具有方向性 |
| 3 | 天线应能发射或接收规定极化的电磁波，即天线有适当的极化 |
| 4 | 天线应有足够的工作频带 |
这四点是天线最基本的功能，据此可定义若干参数作为设计和评价天线的依据。
把天线和发射机或接收机连接起来的系统称为馈线系统。馈线的形式随频率的不同而分为导线传输线、同轴线传输线、波导或微带线。所以，所谓馈线，实际上就是传输线。
天线的电参数：
天线的基本功能就是能量转换和定向辐射，所谓天线的电参数，就是能定量表征其能量转换和定向辐射能力的量。
| 序号 | 参数 | 描述 |
|---|---|---|
| 1 | 天线的方向性 | 衡量天线将能量向所需方向辐射的能力 |
| 2 | 天线效率 | - |
| 3 | 增益系数 | - |
| 4 | 极化方向 | - |
| 5 | 频带宽度 | - |
| 6 | 输入阻抗 | - |
| 7 | 有效长度 | - |
对于发信机来说，天线是一个负载，如何使天线能最多地摄取能量，就要解决一个匹配总是。只有当天线本身的阻抗与发信机的阻抗相等是，才能得到最大的发射功率！
对于高频信号讲，天线是很长的导线。高频信号从馈点流向天线端点以及从端点反射回来所用的时间，足以引起天线各部分电压、电流的幅度和相位产生很大的差别，致使天线的长度、结构以及馈电点的位置不同，呈现的阻抗也不同。如中心馈电的偶极振子，当每臂长度为四分一波长时，呈现约50至75欧的纯电阻，容易做到与馈电电缆及发信机直接匹配。
当条件限制，无法将天线的长度修整到适当数值时，一般应在天线电路中附加电感电容等电抗元件抵消天线本身呈现的电抗，有时还需要加阻抗变压器将天线阻抗变换到发信电路的要求值，这些附加元件构成的设备叫天线调谐器或天线匹配器。
1、有效长度
有效长度是衡量天线辐射能力的又一个重要指标。
接收天线理论：
高频电磁波在空中传播，如遇着导体，就会发生感应作用，在导体内产生高频电流，使我们可以用导线接收来自远处的无线电信号。接收电磁波所用的导线，一般叫做接收天线。
| 序号 | 参数 | 描述 |
|---|---|---|
| 1 | 有效接收面积 | 有效接收面积越大，天线接收无线电波的能力也就越强 |
| 2 | 等效噪声温度 | 接收天线的等效噪声温度是反映天线接收微弱信号性能的重要电参数 |
（1）有效接收面积
有效接收面积是衡量一个天线接收无线电波能力的重要指标。它的定义为：当天线以最大接收方向对准来波方向进行接收时，接收天线传送到匹配负载的平均功率为PLmax，并假定此功率是由一块与来波方向相垂直的面积所截获，则这个面积就称为接收天线的有效接收面积。
（2）等效噪声温度
接收天线的等效噪声温度是反映天线接收微弱信号性能的重要电参数。
接收天线把从周围空间接收到的噪声功率送到接收机的过程类似于噪声电阻把噪声功率输送给与其相连的电阻网络。因此接收天线等效为一个温度为Ta的电阻。Ta越高，天线送至接收机的噪声越大，反之越小。
三、传输线
传输线是用以传输微波信息和能量的各种形式的传输系统的总称，它的作用是引导电磁波沿一定方向传输，因此又称为导波系统。其所引导的电磁波被称为导行波。
传输线也是一种导体，但是与天线不同，不希望电磁波在这里传播时有辐射。所以，用金属做成的传输线的结构，是尽量不辐射能量。
以最常的同轴线缆为例，中间一根导线，外面还有一圈环形导线，电磁波就在这样一个空间中传播，而不会辐射出去。
