工作于1至30MHz短波波段的發射或接收天線統稱為短波天線。短波傳輸根據路徑的不同主要分為兩種：一種是通過電離層反射的天波，另一種是沿地表傳播的地波。
簡介
由于太陽活動會對電離層產生影響，因此通過電離層傳輸的波長會隨著太陽活動的強弱而變化。另一種傳輸方式是貼地表傳播的地波，這種方式會受到相對介電常數和電導率的影響而導致損耗。海水的相對介電常數和電導率較大，因此損耗較小，這使得海事通信中經常采用此方式。
與衛星、光纖或電纜通信不同，短波通信不需要中繼站，因此應用非常廣泛，是現代遠距離無線電通信的重要手段之一。
在超遠距離通信中，短波天線通常使用鞭狀天線（Whip）；而在短波盲區（20-100公里）通信時，多采用無盲區天線（NVIS antenna），一般為環狀設計。
種類
外置
短波天線有多種形式，其中應用最廣泛的包括對稱天線、同相水平天線、倍波天線、角型天線、V型天線、菱形天線和魚骨形天線等。與長波天線相比，短波天線的有效高度更大，輻射電阻更高，效率更高，方向性更好，增益更大，并且通頻帶寬。
內置
終端中需要內置天線，收音機使用的磁性天線是在線圈繞在磁棒上。此類天線通常由兩種磁性材料制成。
第一種是傳統的燒結鐵氧體，增益高，但靠近電路板時容易產生噪聲，且會拾取電路板的噪聲，導致整體信噪比下降，并且不抗振、易碎。第二種是微航系列有機磁性材料，特點是磁性與頻率關系不強，信噪比比鐵氧體高出2-3 dB，并且抗摔。
工作原理
當高頻電流流過導體時，會在周圍空間產生電場和磁場，這些電磁場根據它們在空間的分布特性可以分為三個區域：近區、中間區和遠區。
發射天線的設計正是基于輻射場的這一特性，使得信號在經過發射天線時能夠有效地向空間輻射。為了讓導體成為一個有效的輻射體，分析傳輸線的情況是關鍵。在平行雙線的傳輸線上，為了確保僅傳輸能量而不產生輻射，必須保持導線結構的對稱性，這意味著線上對應點的電流大小和方向應當相反，且兩線間的距離應小于 π。
如果想要有效輻射電磁場，就需要破壞這種對稱性。例如，可以通過將兩根導體以一定角度分開，或者去掉其中一根導體，來實現這一點。這些方法都能有效地打破導體的對稱性，進而產生輻射。
常見問題
天線陣元間距
在短波通信中，設計天線陣列時，陣元之間的間距是一個關鍵因素。如果選擇高頻段的半波長作為陣元間距，這會在高頻段提供優良的方向性特性。然而，對于低頻段，這個間距僅相當于波長的，會導致強烈的耦合效應，從而削弱天線陣列的電子掃描和定向能力。相反，如果將陣元間距設置為低頻段的半波長，這樣可以在低頻段實現良好的性能，但在高頻段，間距可能會達到幾個波長，從而引發多個柵瓣現象。這種情況下，信號的功率會分散，主方向的功率降低，最終使得天線陣列的有效性受到影響。
因此，在安裝天線陣列時，必須謹慎選擇陣元之間的間距，以確保在不同頻段都能獲得理想的性能和方向性。
地面影響
在研究天線特性時，通常假設天線位于自由空間。然而，在實際應用中，特別是在短波通信中，天線往往安裝在地面上，而地面的特性對天線性能有重要影響。當天線在地面上工作時，激發的電磁場會在地面上產生電流，這些電流又會激發二次電磁場。因此，最終的空間電磁場是天線直接激發的場和二次場的疊加，這種疊加會顯著改變天線的方向性、阻抗和效率等特性。
在實際操作中，可以使用鏡像法來評估地面對天線的影響。這種方法將地面視作一個鏡面，假設有一個在鏡面對稱位置的“鏡像天線”，將實際系統視為自由空間中實際天線和鏡像天線組成的系統。通過這種方式，可以計算出等效系統在上半空間的性能。此外，為了提升天線的效率，還可以通過布設接地網的方式來優化性能。
阻抗不匹配
無線電發信機的輸出阻抗需要與饋線和天線的阻抗相匹配，以實現最大功率傳輸。當阻抗匹配良好時，發信機輸出的能量能夠有效地被天線發射。如果阻抗不一致，部分高頻能量無法被天線發射，導致這些能量反射回饋線，形成駐波。這種駐波現象可能損害饋線的絕緣層和發信機的末級功放管，影響整體系統的穩定性和性能。
參考資料 >
微波、短波、中波、長波天線終于搞懂了.知乎專欄.2024-09-25
天線的原理.電子發燒友.2024-09-25