在现实世界中，任何天线都是有方向的，无方向的天线是不存在的。不过在理论分析中，会涉及一种理想全向天线，该天线没有方向性，是为了分析的方便而假想出来的。

天线的方向性主要包括方向函数、方向图、方向系数等基本概念。这些概念是天线方向性的不同描述形式。

为了分析天线的方向性，首先要建立一个球坐标系，见图8-1。

图8-1　球坐标系

有一空间直角坐标系o-xyz，o点为天线相位中心，x-y为天线水平面，z轴指向天线的正方向。在空间中有一点p，距坐标原点的距离为r，r与z轴的夹角为θ，r在x-y平面的投影与x轴的夹角为φ，由此构成了一个(r，θ，φ)球坐标系。

如果固定r值，则天线的辐射场强是(θ，φ)的函数。定义在r处的场强与(θ，φ)的函数关系为方向函数，用f(θ，φ)表示。根据电磁场理论，在天线远区场，场强与方向函数的关系如下：

式中E(r，θ，φ)为天线场强；E0为理想点源在r处的场强；I为归算电流。

式(8-1)的意义为方向性天线与理想点源在r处的场强之比。理想点源是无方向性天线，其立体方向图是一个球面。理想点源是人为设定的，在现实世界中是不存在的。

通常把最大辐射方向的值取作1，其它辐射方向的值除以最大值，称作归一化方向函数，用F(θ，φ)表示，即

对于理想点源，其归一化方向函数等于1。