單極天線？鏡像理論的應用在本節(jié)中通過幾種形式的單極天線說明。單極天線或單極子天線是指將一個偶極天線從中間的反饋點處分成兩部分，并且通過地平面進行饋電。圖1-79給出了三種單極天線及其鏡像。單極天線常常由穿過接地板的同軸線進行饋電，如圖1-80a所示

極天線上的電流和電荷分布與對應的偶極天線的上半部分相同，但是端口電壓只是偶極天線的一半。電壓為一半是因為單極天線的縫隙寬度只是偶極天線的一半，于是相同的電場在一半的距離上便得到一半的電壓。于是單極天線的輸入阻抗等于對應的偶極天線的半，或者寫成

這可以容易地從輻射電阻角度給予證明。因為場只在上半空間內分布，于是在相同的電流下輻射功率只是偶極天線的一半，于是，單極天線的輻射電阻為

例如短單極天線的輻射阻抗從式（1-145）得到

其中h是單極天線的長度，并且△z=2h。

理想導電地上方的單極天線的輻射方向圖，和放置在自由空間中的偶極天線的方向圖是相同的，因為地平面上方的場分布是相同的。于是，一個穿過理想導電地饋電的單極天線輻射的能量是對應的偶極天線輻射功率的一半，因為盡管它們的功率流密度是相同的，但是單極天線的輻射僅局限于上半空間。其結果是，理想地平面上的單極天線的波束立體角是對應的自由空間內的偶極天線的二分之一，于是方向系數(shù)是偶極天線的2倍

這也可以通過另外一條途徑得到：如果一個自由空間中的偶極天線的最大輻射強度為Um那么理想導電地上方長度為其一半的單極天線，若電流振幅與前者相同，則也將具有相同的輻射強度Um，因為它們的場分布是相同的。設偶極天線總的輻射功率是P，則單極天線的輻射功率僅為P。從而這兩個天線的方向系數(shù)分別為

方向系數(shù)的增大不是由輻射強度的增大引起的，而是由平均輻射強度的提高引起的，這是因為單極天線的輻射功率只有偶極天線輻射功率的一半一個四分之一波長單極天線的方向系數(shù)是自由空間中半波振子天線方向系數(shù)的2倍，也就是說

對于較低的頻段，四分之一波長或更短的單極天線的物理尺寸已經(jīng)相當大。例如，在調幅廣播波段的IMHL處，對應的波長是300m，于是四分之一波長的單極天線竟然高達75m。

這樣高大的結構難以自持，所以要用拉線支撐。這些拉線中可能存在向下的電流，這將抵消垂直電流元的作用，需要加入絕緣子來將這些電流阻斷。如果允許電流從單極天線向外流向引線，那就演變成加有頂負載的傘形天線，于是天線頂端的電流不再為零。只要運用得當，有助于提升輻射電阻。