方向性函式
通常，
Hφ=Eθ/η0
式中Eθ是電場強度θ的分量，單位為V/m；Hφ是磁場強度φ的分量，單位為A/m；E是與激勵有關的係數；f(θ,φ)稱為天線的方向性函式；η0=√(μ0/ε0)=120π是自由空間波阻抗；k=2π/λ是傳播常數。因此在距離天線r的球面上，天線輻射場強E可用方向性函式f(θ,φ)表示。用其最大值fmax歸一化後稱為歸一化方向性函式，記為F(θ,φ)。方向性函式分幅度方向性函式、相位方向性函式和功率密度方向性函式。一般很少關心相位分布情況，所以如無特殊說明，歸一化方向性函式均指歸一化幅度方向性函式。
歸一化幅度方向性函式F(θ,φ)=|E(θ,φ)|/|E(θ,φ)|max=f(θ,φ)/fmax
歸一化功率方向性函式S(θ,φ)=F(θ,φ)*F(θ,φ)
習慣上，方向性函式用分貝來作為單位FdB=20lg[F(θ,φ)]dB
方向圖
方向圖是方向性函式的圖形表示，它可以形象描繪天線輻射特性隨著空間方向坐標的變化關係。輻射特性有輻射強度、場強、相位和極化。通常討論在遠場半徑為常數的大球面上，天線輻射（或接收）的功率或者場強隨位置方向坐標的變化規律，並分別稱為功率方向圖和場方向圖。天線方向圖是在遠場區確定的，所以又叫遠場方向圖。
方向性函式繪製出的方向圖稱為歸一化方向圖，採用無量綱的相對值或分貝表示。方向圖有二維和三維方向圖。三維方向圖分為球坐標三維方向圖和直角坐標三維方向圖，二維方向圖分為極坐標方向圖和直角坐標方向圖兩種。
An antenna radiation pattern or antenna pattern is difined as "a mathematical function or graphical representation of the radiation properties of the antenna as a function of space coordinate."
舉例
二維直角坐標方向圖
二維極坐標方向圖
三維方向圖
三維方向圖