Принцип работы радио- и телевизионных антенн заключается в преобразовании направленных волн на линии передачи в электромагнитные волны, распространяющиеся в свободном пространстве, или наоборот, тем самым обеспечивая прием и передачу сигнала.
Определение и функции антенн: Антенна — это устройство, способное эффективно излучать электромагнитные волны в определенном направлении в пространстве или принимать электромагнитные волны в определенном направлении в пространстве. В системах связи антенна действует аналогично «рту» и «ушам» человека: она может преобразовывать электрические сигналы (направляемые волны) в электромагнитные волны для передачи в космос, а также может принимать электромагнитные волны в космосе и преобразовывать их обратно в электрические сигналы. Например, радио принимает электромагнитные волны, передаваемые радиовещательной станцией, через свою антенну, а телевизор принимает электромагнитные волны, передаваемые телевизионной станцией, через свою антенну.
Преобразование между направляющими волнами и электромагнитными волнами. Направленные волны — это электромагнитные волны, в которых вся или большая часть электромагнитной энергии ограничена конечным поперечным-сечением (например, линией передачи) и распространяется в определенном направлении. Функция антенны состоит в том, чтобы «выпустить» эти направленные волны, заключенные в линии передачи, в свободное пространство, образуя свободно распространяющиеся электромагнитные волны; и наоборот, он также может «захватывать» электромагнитные волны в свободном пространстве и ограничивать их линией передачи. Этот процесс можно понять по аналогии с поездкой на поезде: пассажиры (электромагнитные волны) ограничены в направлении движения внутри поезда (линии электропередачи), но могут свободно передвигаться после выхода со станции (через антенну); антенна похожа на дверь поезда, позволяя пассажирам как «садиться» (принимать электромагнитные волны), так и «высаживаться» (излучать электромагнитные волны).