Antennen sind wesentliche passive Komponenten in allen drahtlosen Kommunikations-, Radar-, Navigations- und sonstigen Funksystemen. Im Wesentlichen sind sie elektromagnetische Energiewandler, die eine bidirektionale Umwandlung zwischen geführten elektromagnetischen Wellen in Übertragungsleitungen und freien elektromagnetischen Wellen im freien Raum ermöglichen und zugleich die Aufgaben der Abstrahlung und des Empfangs elektromagnetischer Wellen übernehmen. Aus Sicht der Systemarchitektur verbindet die Antenne die HF-Sende- und Empfangseinrichtung mit dem räumlichen Ausbreitungsmedium und ist die einzige interaktive Schnittstelle zwischen elektrischen Signalen und räumlichen elektromagnetischen Signalen. Ohne Antenne können alle drahtlosen Geräte keine Signalübertragung über große Entfernungen realisieren und lediglich den Signalfluss innerhalb der Schaltung abschließen. Das Funktionsprinzip einer Antenne beruht vollständig auf den Gesetzen der elektromagnetischen Induktion und Strahlung aus den Maxwell'schen Gleichungen des elektromagnetischen Feldes, die den bidirektionalen Arbeitsprozess von Senden und Empfangen durchziehen.

Im Sendebetrieb überträgt der HF-Sender über eine Speiseleitung eine geführte Welle aus hochfrequentem Wechselstrom und Wechselspannung an den Antennenkörper. Wenn gewöhnliche Drähte hochfrequente Signale übertragen, ist das elektromagnetische Feld auf den Bereich um den Draht beschränkt und kann nicht nach außen diffundieren und abstrahlen. Antennen sind jedoch mit speziellen Strukturen ausgelegt, um die Begrenzungsbedingungen des elektromagnetischen Feldes zu durchbrechen. Wenn die physische Größe der Antenne der Betriebswellenlänge entspricht, erzeugen die Wechselbewegungen der Ladungen auf dem Antennenleiter periodische Schwingungen und regen dadurch wechselnde elektrische und magnetische Felder an. Nach dem Prinzip der elektromagnetischen Strahlung regt ein wechselndes elektrisches Feld ein wechselndes magnetisches Feld an, das wiederum ein wechselndes elektrisches Feld erzeugt. Beide sind gekoppelt und entstehen abwechselnd, wodurch elektromagnetische Wellen gebildet werden, die sich von den Leitern lösen und sich weiter im freien Raum ausbreiten. Damit wird die Umwandlung von elektrischer Energie im Stromkreis in elektromagnetische Energie im Raum abgeschlossen.

Im Empfangsbetrieb sind der Prozess und die Übertragung vollständig umkehrbar. Treffen sich im Raum ausbreitende elektromagnetische Wellen auf die Antennenstruktur, schneiden die wechselnden elektromagnetischen Felder den Antennenleiter und induzieren im Inneren der Antenne periodische Wechselspannungen und Induktionsströme. Diese schwachen elektrischen Signale werden über eine Speiseleitung an den Empfänger übertragen und nach Verstärkung, Filterung, Demodulation und weiterer nachfolgender Verarbeitung werden die ursprünglichen Sprach-, Daten-, Bild- und sonstigen Nutzinformationen wiederhergestellt. Damit wird die Umwandlung von räumlicher elektromagnetischer Energie in elektrische Energie im Stromkreis abgeschlossen. Die überwiegende Mehrheit der Antennen besitzt Reziprozität beim Senden und Empfangen, was bedeutet, dass dieselbe Antenne gleichzeitig die Anforderungen für Senden und Empfangen erfüllen kann und die Leistungsparameter für Senden und Empfangen grundsätzlich gleich sind. Nur einige speziell für das Senden oder Empfangen bestimmte Antennen werden entsprechend optimiert.

Die Abstrahlungseffizienz und die Arbeitsleistung einer Antenne sind nicht unveränderlich; entscheidend sind ihre strukturelle Größe, Form, ihr Material, der Zustand der Impedanzanpassung und die Betriebsfrequenz. Niederfrequenzantennen haben längere Wellenlängen, weshalb ihre physikalischen Abmessungen in der Regel größer sind; sie werden häufig für Rundfunk, Fernsehen und Kurzwellenkommunikation eingesetzt. Hochfrequenzantennen haben kürzere Wellenlängen und kompakte Strukturen und werden häufig in 5G-Kommunikation, WiFi, Satellitennavigation und anderen Anwendungen eingesetzt. Gleichzeitig muss die Auslegung der Antenne die Resonanzbedingung erfüllen. Nur im Resonanzzustand ist die elektromagnetische Umwandlungseffizienz der Antenne am höchsten und der Signalverlust am geringsten. Dies ist auch die zentrale Grundlage für die Auswahl und Abstimmung von Antennen. Kurz gesagt, der Kernwert einer Antenne besteht darin, eine elektromagnetische Übertragungsbrücke zwischen dem Schaltungssystem und dem freien Raum zu schaffen und die Fernübertragung sowie Interaktion drahtloser Signale zu ermöglichen.