• 天線類型
  
• 固用、行動用天線的趨勢
• 微型天線的發展趨勢

• 棒型天線是收發端的方位不定
• 偶極型天線則開始有部分的定向性
• 碟型比偶極型更講究定向性

天線設計是相當考驗模樣、實體特性設計的一門學問，天線既可以相當制式的量化生產，也可以高度特定配合的量身訂制。天線的類型有許多種，不同類型的天線有不同的訴求，最粗概而論則有三種：棒型（Rod）、偶極型（Dipole）、以及碟型（Dish）。

天線類型

1.棒型天線

棒型天線是收發端的方位不定，必須從四面八方都能收發信號時所用，最常見的如隨身收音機的天線、計程車用的無線電天線等，人與汽車隨時移動，因此方位不定，需要全向性的收發，此外有些棒型天線會設計成可伸縮的型態，伸長可強化收發訊，縮短則方便收納，如汽車進入低矮的停車場、收音機要放到抽屜時。


模樣收音機的接收天線、車用無線電天線等都是全向性（Omnidirectional）的棒型天線。

2.偶極型天線與八木天線

偶極型天線則開始有部分的定向性，偶極天線是由兩個L狀金屬（多為鋁或銅）條并放成T狀而成，最常見的運用是在業余無線電的火腿族上，必須進行方位對應才有較佳的收發性。此外現有模樣比無線電視（中視、民視等）所用的八木天線（Yagi-UdaAntenna，簡稱：YagiAntenna，俗稱：魚骨天線）也是偶極型天線的進階變化，主要是在天線前端增設信號導波器、在后端增設信號反射器，以此來強化方位感應力。更廣義來說，偶極型天線、八木天線屬線型天線，其他的線型天線還有饋線型天線（FeedingWireAntenna）、旅波型天線（TravelWaveAntenna）等。


偶極型天線如圖呈T型，T型的水平部分長度為波長的1/2，波長若12.5cm，則T型水平部分長度應為6.25cm。

線型天線中的偶極型天線（左）與折偶型天線（右）。


日本東北帝國大學的教授：八木秀次，以及八木研究室的講師：宇田新太郎兩人共同發明了八木・宇田天線，一般簡稱八木天線。　

3.碟型天線

碟型天線方面，最常見的即是過去的小耳朵（模樣衛星電視），由于信號來自大氣層外的人造衛星，信號能量打回地球后，由于路程遙遠、信號能量不斷衰減損耗，到地面時已經相當微弱，為了能清晰接收已經微弱的信號，天線必須用類似碗狀的集聚型態，理論上類似放大鏡，也類似聚熱型的太陽能發電。

碟型比偶極型更講究定向性，衛星電視為了有最好的收訊，必須對準大氣層外的衛星軌道方位，此外已經微弱的信號即便集聚也依然微弱，且衛星信號多為極高的頻率，這時必須進行中介性的降頻程序，將高頻信號轉換成較低頻，并將微弱能量信號進行功率放大與強化，之后才能提供給更后端的應用裝置使用。由于碗狀、碟狀天線具有極高的收發方位性，因此軍事上的追蹤雷達、照明雷達也多採此種設計，意味接近的衍生變形設計也有橘皮天線（形狀類似被部分剝開的橘子皮）等。

地面上與衛星收發聯繫的地面站，也是用碟型天線與衛星進行信號的收發通信。


拋物面天線（ParabolicAntenna）與碟型、碗型天線屬同一類型，具有強烈的電波收發方向性，所謂拋物面是指彎弧部位的曲線類似拋物線。

固用、行動用天線的趨勢

只是瞭解基礎是不夠的，近年來無線技術的應用愈來愈廣，過往各式各樣的實際接線也都期望透過無線而獲得去線化，使得天線必須依據各種場合需求而有更合適的變化提升。舉例來說，為了更快的傳輸率，WiFi已經開始使用MIMO（MultipleInputMultipleOutput，多組收發天線）技術，MIMO是實現智能型天線所必備的基礎，不僅是WiFi，包括WiMAX/WiBro、3G的W-CDMA、CDMA2000也都將MIMO列入后續的預定標準中。

MIMO雖然興盛，但主要是用于固定式通信，如基地臺、HotSpot、至多用在筆記型電腦，然而行動裝置、掌上裝置本身的體積已相當嬌小，很難再放入更多數目的天線，對手持/掌上裝置而言它們更需要的是微型天線、嵌入式天線。特別是在WPAN、WSAN領域格要需要，如Bluetooth、ZigBee、Z-Wave、RFID等。比較不同的是，MIMO所用的依然是偶極型天線，只是增多天線數目，并運用天線后端的運算比對分析而使無線收發有更多的效益。而微型天線則是期望在相同的天線功效上能在物理特性上有更多的設計彈性。接下來我們將針對智能型天線與微型天線進行更多的說明。 智能型天線

智能型天線（SmartAntenna，有時也稱：可適性天線系統，AdaptiveAntennaSystem；AAS，或稱AdaptiveAntennaArray；AAA），它有別于過去多半用單一天線進行收發，而是同時動用多組天線來強化收發效果。智能型天線的第一個好處是拓增頻寬，倘若1組天線可以傳輸通量55Mbps，那么同時用上2組天線理想上就可獲得110Mbps的傳輸通量，但先決條件是發送與接收端都要同時具備與啟用2組天線，以此類推也可以加增第3、第4天線，目前IEEE802.11n的最高定義也是至4組，4接收、4發送的4x4組態。

除了簡單的增組增通量外，事實上多組天線也可以實現更多以往單組天線所辦不到的收發特性，以接收而言，多組天線同時接收，由于各天線有其方位差別，所接收到的信號也不盡相同，然而利用不同天線接收相同信號的些微差異，這個差異透過更后端的數字信號處理器進行比對、分析，如此原本對單組天線而言已經微弱（在傳送路徑中已經反射、散射性地減弱）到不能辨識的信號，也可透過這種多組接收比對使信號仍有機會再現，進而強化信號的接收性。

此外，智能型天線也可以先向遠處的收發端進行一個發波，之后接收發波反射的回應時間而得知受服務端的遠近距離，得知距離后便可以依據遠近的不同而發送不同功率的傳輸，A裝置較近就發送較低弱的功率，B裝置較遠較發送較高強的功率，而不是對任何服務裝置都發送相同功率，如此反而會增加干擾機會，適傳距適功率也是智能型天線特性中的一環，此種技術機制一般稱為BeamForming。更進一步的，智能型天線也因為天線數的增加而可以有方位性的應用，PHS基地臺所用的分空多方存取（Space-DivisionMultipleAccess，SDMA）即是運用智能型天線技術所實現。


D-Link友訊的Pren/11n型無線路由器：RangeBoosterN650RouterDIR-635，圖中可看出三個直豎天線。　

D-Link友訊的Pren/11n型無線網路卡：RangeBoosterN650DesktopAdapterDWA-547，圖中可看出三個直豎天線。

微型天線：平板、槽孔

智能型天線是編碼、調變、演算層面的信號技術，而另一個天線技術趨勢是微型化，也稱微型天線或微帶天線，這是為了更合乎、因應手持、掌上裝置應用需求而有的新趨。微型天線多半為平板型（Planar）設計，或同時用上多片平板的陣列平板（ArrayPlanar）型，此外也有採行槽孔（Slot）型等設計。

事實上微型天線依然是傳統偶極天線，只是為了縮小體積而特別改變外貌，例如變化成圓形、橢圓形、環形、矩形、三角形等，以此讓天線更短小輕薄，而天線背后的基板（Substrate）則多是使用FR4的玻璃纖維印刷電路板（PCB），以此能更符合電子應用產品的一體性設計。此也稱為印刷式天線（PrintedAntenna），印刷式天線可以是單偶、雙偶、折偶等多種形式。

另外，不與應用電路一體成形，而採額外附加的微型天線也有貼片式的天線（PatchAntenna）、表面黏著的天線（SurfaceMountableAntenna），或者是螺旋狀天線（HelixAntenna）。值得留意的是，內嵌作法中近年來愈來愈流行用平面倒F型天線（PlanarInvertedFAntenna，PIFA），此種天線具有短路結構，可以讓天線的諧振長度從1/2縮減到近1/4，如此可以使天線進一步縮小。 其他技術趨勢
除了智能化、微型化設計外，其他的天線設計趨勢包括讓多個頻率波段共用同一組天線、使用更具可彎曲性的的材質，好搭配今日講究穿戴式、可彎曲式的電子設計、顯示器設計。日前日本歐姆龍（OMRON）公司就將天線背部基板從過往常用的陶瓷改成樹脂塑膠，使其具有更佳的天線可彎性。

此外，隨著新版的Bluetooth與WirelessUSB等無線通信都採用超寬頻（UltraWideBand）UWB技術后，超寬頻所用的天線也逐漸受到重視，超寬頻的特性是通跨極大的頻率波段帶，但功率卻相當，類似更偏執的展頻作法。目前超寬頻用的天線多採行單極設計（也別于偶極），更進一步的區分還有梯狀、U狀、單極三分饋式（monopolewiththree-branchfeedingstrip）、波段槽刻單極式（Band-notchmonopole）等。另外也有晶片型態的天線，例如積層陶瓷晶片型（Multi-layerceramicbasechip）或平面金屬板晶片型（Planarmetal-platechip）等，未來發展皆值得關注。


美國羅德島大學（UniversityofRhodeIsland）物理系研究工程師：RobVincent發明了分散式負載單極（DistributedLoadMonopole，DLM）天線，Vincent宣稱該技術可使單極天線的尺寸縮小至傳統設計的1/4尺寸，目前此一研究由美國海軍持續資助中。