天线在无线电通信系统中扮演着至关重要的角色，它的主要任务是将发射机产生的射频信号转换成电磁波辐射出去，同时在接收端捕获这些电磁波并转化为可供接收机处理的信号。天线的工作原理基于电磁场理论，当导线中有交变电流流过时，会产生电磁波辐射。天线的性能往往取决于其尺寸、形状以及与其他组件（如馈线）的匹配程度。
对称振子是最基础且广泛使用的天线类型之一，特别是半波对称振子，它简单实用，既可以单独使用，也可作为阵列的一部分。通过对称振子进行组合和阵列设计，可以控制天线的方向性，提升辐射效率。例如，将四个半波振子垂直排列组成垂直四元阵，可以实现更集中的辐射，提高增益，达到8.15dBi。此外，反射板的使用也能有效控制辐射方向，形成扇形或更集中的辐射模式，如抛物面天线，它将电磁波聚焦到一个小角度内，实现高增益，类似于光学中的聚光灯。
增益是衡量天线性能的重要参数，表示天线相对于理想点源的辐射效率。增益越高，天线在特定方向上的辐射强度越大。半波对称振子的增益约为2.15dBi，而垂直四元阵的增益则提升至8.15dBi（相对于半波对称振子的增益为6dBd）。波瓣宽度则是描述天线方向图的主要特征，主瓣宽度越窄，方向性越强，通信距离越远，抗干扰能力也越强。通常有两个波瓣宽度概念：3dB波瓣宽度和10dB波瓣宽度，分别对应辐射强度降低一半和十分之一的点之间的角度。
天线的前后比（F/B）也是一个关键指标，它衡量天线前向辐射与后向辐射的相对强度。高前后比意味着天线的后向辐射小，能减少不必要的干扰。一般要求天线的前后比在18~30dB之间，特殊情况可能要求更高。
计算天线增益有多种近似方法，例如，对于一般天线，增益可以通过主瓣宽度估算；对于抛物面天线，增益与直径和工作波长有关；而对于直立全向天线，也有相应的增益计算公式。这些近似公式可以帮助我们快速评估天线的预期性能。
天线的设计和选择直接影响到无线电通信系统的效率和质量。了解天线的基本原理、性能参数以及增益计算方法，对于优化通信系统、提高传输效率和通信可靠性至关重要。在实际应用中，根据不同的应用场景和需求，比如覆盖范围、抗干扰能力、定向性等，选择合适类型的天线，并进行必要的阵列设计和调整，是实现高效通信的关键步骤。
