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4.4 仿真结果数据分析与对比… 22
5 总结… 26
致谢… 27
参考文献… 28
1. 绪论
1.1 天线概述
在各种各样的无线电设备中，天线起着基本相同的作用。所有的无线电技术设备都必须通过电磁波来进行信号的传送，这种用于对电磁波的辐射和接收的装置就是天线，发射设备产生的高频电流能量通过天线被转换成电磁波能量，同时电磁波能量也同样通过天线被转换成高频电流形态的能量。
自天线由马可尼和赫兹发明以来，天线技术已经经过了上百年的发展，至今，天线的种类可以说是五花八门，各式各样，形式众多不胜枚举。通常，通过对天线的分析方法进行分类，天线共被分为三大类：
(1)线天线：其具有线状结构特点，并且工作波长远大于金属导线半径。如：偶极子天线、环形天线、菱形天线、共线天线、波束天线、垂直极化天线、接收天线、波段天线；
（2）面状天线（简称面天线）：是指电磁波通过一定口径向外辐射的天线。如：喇叭天线、角反射天线、抛物面天线、板状天线以及栅格天线等。
（3）天线阵：是指天线的辐射单元按一定规律排列和馈电（或称激励，即馈给每个辐射单元信号的幅度和相位）的天线群体。例如：美国爱国者导弹中的相控阵雷达系统、美F-22战机和俄米格-35战机的机载相控阵雷达系统、预警飞机、导弹和空间分集移动通信系统等。
目前，在通信的各领域，天线都在被广泛地应用。如无线公话天线、微波通信天线、微波器件天线、卫星通信天线和移动数字电视天线等。由频段上来看，已研制出应用于GPRS、PHS、3QDECT、WCDMA、GSM/CDMA、CDMA2000、TSCDMA、WLAN等领域的天线。在手机、车载电话、无线公话、电脑笔记本PC卡、无线商务电话、无线模块以及其他无线终端中，也已广泛应用了各种外置和内置的天线。
1.2 纳米天线
随着对天线参数的小型化和对功能要求的日益严格，在通信领域中，纳米技术的可行性得到充分验证，并且该技术在应用方面也取得了重大的成果。纳米器件制作的天线的性能也同时获得了较大的提高。特别地，新型一维纳米材料碳纳米管的成功研发，使纳米天线的应用获得了广泛的前景。应用纳米器件的关键在于掌握纳米材料与光波之间相互产生干扰作用的效果，并且获得稳定的可重复的生产方法，最终目标是达到天线的高增益和小型化，进一步缩小集成电路，直至一个单原子或分子就能被制成为多功能器件。
对于极高频率、极短波长、极小器件尺寸等要求，天线制作逐步趋于更多地采用纳米技术。也由于纳米天线功耗极低、增益大等优点，纳米技术在天线中的应用得到了世界各行业的普遍重视，因而能够迅猛发展。
1.3 八木天线
“八木-羽田天线”是上世纪二十年代，由日本东北大学的八木秀次和宇田太郎两人发明的，简称“八木天线”。
八木天线是一种常用的天线形式，属于端射式天线，具有慢波天线特性，同时具有良好的方向性和较高的增益。
典型八木天线结构如（图1.1）所示，它包含一个有源振子，一个反射器以及若干根引向器。其中反射器的长度稍长于有源振子，起到反射能量的作用；有源振子的另一侧为引向器，其长度较有源振子稍短，起到引导能量方向的作用。有源振子两侧的引向器和反射器将双向辐射转化成单向辐射，使得天线的增益得到提高。八木天线具有馈电方便、结构简单、增益较高等特点。