为了实现无线通讯的理想，需要能把某种形式的能量转变为电磁波形式的能量的装置。
电磁波是运动物质的特殊形式，它表现为在空间传播着的交变电磁场。
大家知道，电场及磁场是与运动电荷相联系着。有直流电流流通的导线四周围的空间，便产生了恒定的电场及磁场，但是并不辐射能量。所有输入给导线的能量都转变为热了。假如导体中的电流强度有了变化，则导体四周的电场及磁场也将发生变化。这种非常迅速的变化将由导体附近向四周围的空间传播，于是导体便成为电磁能的辐射器了。
辐射器是用具有交流电动势的电源来激励。辐射系统的导线和电源的连接可以用各种不同的方法。如果这些导线是具有同样长度并且同样配置，则它们组成对称天线（图1甲）。这种辐射器不经常采用，常用的辐射器的导线是连接到电源的一端，而电源的另一端与地相连（图1乙）。这便是非对称天线。在长波段、中波段以及有时在一部分短波段中，地是良好的导体，它起了天线的“第二根导线”的作用。
天线导线中的电流越大，则天线的辐射力越强。为了得到很大的天线电流，常利用天线中的电谐振现象，亦即适当地选择天线的参数，使其固有振荡频率和电源的频率相同。在谐振时，天线对于电源来说是纯电阻性的负荷。谐振系统的这种特性常用来决定天线的谐振频率。除了谐振天线以外，行波天线也具有这种特性。
当导线与电源一接上，便有交流电流波及交流电压波开始沿着导体传播。这些电波的一部分能量便转变成电磁波了。如果在天线的末端创造这样的条件，以使所有剩余的能量都消耗在天线的末端，则天线对于电源说来是纯电阻负荷。因为在这种天线上，能量是由向一个方向传输（由电源向天线末端）的行波所携带，所以这种天线称之为行波天线。在这种天线的末端接一电阻R（图2），R的数值由天线的几何形状来决定。
如果天线的末端没有加负荷电阻，则剩余部分的能量不会消耗掉，而会从天线的末端反射到始端来。这就出现了所谓的反射波。显然，电压入射波的相位与反射波的相位在天线的末端是相同的。假如在近电源端的反射波相位与电源电动势的相位相同或相反，则天线对于电源说来也是纯电阻负荷。
在第一种情形（相位相同）时，入射波与反射波是相加的，结果使得天线输入端的电压振幅大为加强；而输入端电流的振幅却相反地剧烈减少了。这可以这样来解释：电流和电压的入射波和反射波相加的条件是相反的。实际上，正的电压入射波使电流流向天线的末端（图3），而正的反射波却迫使电流反向流动。因此电压的入射波与反射波是相加起来，而电流的入射波与反射波却是相减。
图4表示在不同瞬间在天线导线上的入射波与反射波相加的结果。从图中可看出电流波幅分布的规律与电压波幅分布的规律相同，只不过相差四分之一波长而已。在导线末端永远是电压的最大值（波腹）及电流的最小值（节点）。随着与末端距离之增加，电流的振幅遂渐加大而电压的振幅逐渐减少。在距末端四分之一波长处形成了电压的节点及电流的波腹。经过每半个波长的距离又如此重复变化。上述情形是作为天线上电压、电流驻波的形成的例子，同时天线的输入电阻是非常大的。假如在天线上没有能量损失，则反射波振幅等于入射波张幅，而在天线输入端的电压将加大一倍，电流为零；即输入电阻表现为无穷大。天线中的能量损失越大，则反射波的振幅越小，在输入端电压的振幅减小，电流强度增大，因此输入电阻也就减小。上述现象与并联电路的谐振现象相似，所以上述的现象也常称为天线的并联谐振。天线的并联谐振将在下列情况发生：当电波来回所行的路程等于一个波长的整数倍时，换言之，天线的并联谐振现象是当天线长度等于半波长的整数倍时发生的。
当天线长度等于四分之一波长整数倍时，来到输入端的反射波具有相反的相位，因此在输入端便形成了电压节点及电流波腹。假如天线没有损耗，则反射波等于入射波，因而在输入端的电压便为零，而电流增为两倍。此时输入电阻等于零。天线中的能量损失越大，则入射波与反射波之差异越大，输入端的电压越大而电流越小，并且输入电阻也越大。这种现象与串联电路的谐振现象相似，所以这种现象也常称为天线的串联谐振。
假如天线是对称的，则对称天线的每一根导线都合于前述之谐振条件，亦即对称天线的谐振长度为非对称天线的两倍。
天线的谐振与振荡电路之相似不仅表现在上述的现象上，也表现在天线失调时输入阻抗中电抗的变化特性。例如使天线长度略短于串联谐振的谐振长度，则输入阻抗中即含有容抗，其道理如下，天线导线的每一单位长度均具有—些电感，同时导线与地之间或两根导线之间也具有电容；前者贮藏磁能，磁能之大小与导线中电流平方成正比，而后者贮藏电能，电能之大小与电压平方成正比。
如前所述，当天线长度为四分之一波长的整数倍时便会产生谐振；此时贮藏的磁能与贮藏的电能是相等的。假如将天线缩短，则靠近电流波腹及电压节点的这段导线被取消了，而这段导线的磁能较多（图5中划阴影线部分），因此天线便成为一电容性负荷。当天线长于谐振长度时，输入阻抗便成为电感性了。对于并联谐振附近时的情况便与上相反。
天线与振荡电路不同之处便是天线有许多谐振频率。这使得天线可适用许多不同频率。但是在串联谐振时与并联谐振时输入电阻数值相差悬殊，这使得在与电源匹配时发生困难。
天线的最小谐振频率通常称为该天线的基本谐振频率，而更高的谐振频率称为天线的谐波频率。非对称天线的基本谐振频率将出现在该天线长度等于四分之一波长时，而对称天线却出现在二分之一波长时。这种情况就妨碍了使用较低的频率来进行通信。
当然，也可采用长度远远小于谐振长度的天线，但其工作情况则是令人非常不能满意。其原因如下所述。“辐射”增加了天线上不可回逆的能量损失，这一点通常可解释为天线的有效电阻增加到某一数值，这个增加的电阻称为辐射电阻。如果辐射电阻比导线的热耗电阻大得越多，则在输入到天线的能量中转变为电磁振荡部分的能量也越大，天线的效率也越高。
当天线不在谐振长度应用时，必须接入谐调设备以抵消天线输入阻抗中之电抗部分。但谐调设备常常大大增加热耗电阻并降低天线的效率。此外，当天线长度小于谐振长度时，天线的辐射电阻也急剧减小。
为了说明上述情况，我们来研究两根同样长度的天线，一根天线是在谐振波长时工作（长度恰为四分之一波长），而第二根天线工作于较长的波长，亦即在该天线上分布着小于四分之一波长的电波（图6）。我们知道，天线的辐射强度与天线导线中参与振动的电荷数量成正比。这种电量的多寡可以用所谓天线的电流面积来表示。天线的电流面积即天线与电流分布曲间所包含之面积（图6之阴影线部分）。由图可见，当电源端的电流强度（即在天线与电源相连处之电流强度）相同时，天线的电流面积以及辐射强度和辐射电阻都是谐振天线的较大。
换句话说，为了使辐射电阻较小的天线产生同等的辐射强度，需要馈送较大的电流。增大电流必然使热损耗加大，并且也使在分布电感上的电压增加，因之对天线绝缘的要求也就更高了。如同任一种振荡系统一样，辐射电阻较小的天线的谐振特性就变窄，它使天线的波段特性变坏，使天线的调整复杂化，并且由于天线在串联谐振与并联谐振时输入阻抗的差别增加，使天线与电源在许多波段工作时的配合也增加了困难。因此，我们总是尽可能地增大天线的辐射电阻。
为了便利比较起见，常采用天线的有效高度的概念。所谓天线的有效高度是指一个假想天线的高度，该假想天线中的电流为均匀分布的，而且与指定的实际天线的电流面积相等（因之辐射强度也相同）。如果天线的有效高度h\(_{1}\)越近于几何长度h2（图7），则天线中电流的分布情况也越好。
对于具有相同外形的天线，辐射导线上电流的分布规律只决定于天线的电长度；所谓电长度是以波长为单位来表示的天线长度。因此，一切同类型的天线，如果电长度相等的话，那么它们就必然具有相等的辐射电阻。
在采用直导体构成的辐射器时，必须考虑到辐射器辐射的极化。其实由于在直导体内有激励电流通过，在导体四周便产生了电场，该电场的强度向量是在通过辐射器的平面内。因此，如果接收天线的位置垂直于这个平面，在接收天线中就不会产生感应电动势；如果接收天线与发射天线之间的角度越小，则接收天线上的感应电动势越大。
电磁波是横波：其电场强度的向量与磁场强度的向量都和电磁波的前进方向垂直。因此，在与辐射器成夹角ф方向只有与这一方向成垂直的某一电场分量产生辐射。所以天线的最大辐射强度是在与其轴垂直的方向上；在天线轴方向的辐射强度则减为零。
天线的辎射在各方向并不相同的缘故还因为整个天线的辐射是由天线每一小段在各方向辐射的综合。所以天线的辐射是决定于辐射导线的外形及其中的电流分布情形。例如某一天线中的电流都是朝一个方向（天线长度小于半波长），则在与天线轴垂直方向的辐射强度为最大，因为每一小段天线的辐射效果是相加的（图8甲）。在其它方向，每一段导线所辐射的波具有可与波长相比的程差，这些电波相加后使总的辐射强度较小。假如天线长度恰为全波长，则在一半天线上的电流方向与另一半的方向也恰相反。所以两个半段天线在与天线轴垂直方向所产生的电磁波是相互削弱而没有了（图8乙）；在其它方向刚由于具有程差，同时它们之间的相位差小于180°，因之相加后仍有相当的电磁场存在。在与轴成某一角度时，程差可能恰使各段之辐射波相互加强。因此直线天线的辐射强度在各个方向是极其不同的。为了把天线的特性明显地表示出来，常用具有一定标尺的图形来表示天线在各个方向所产生的电磁场的强度。这种图形即称为天线的辐射特性或方向图。
天线在某一方向的辐射增强是有益的，例如它正对着接收台的方向；如果使用向各方向均匀辐射的天线，要在接收地点得到同样场强，则必须用功率较大的发射机。这个发射机功率的增益称为在该方向（和不定向天线相比较）天线的增益。
上面所谈的辐射器的各参数是正确估价天线的辐射效能所必须的。（马企予 译自苏联“无线电”杂志1954年12期）