本帖最后由 喜羊羊yy 于 2019-10-12 15:09 编辑
发完以后发现图不显示,原文链接在此
今天我要给大家介绍的,是天线。 嗯,就是这个东东:
天线,是我们生活中很常见的一种通讯设备。但是,大部分人其实对它并不了解,可能只知道它是收发信号的。 所以,小枣君用一个礼拜的时间,憋了一个大招,码出了这篇文章——
本文面向零基础读者,专业或非专业人士,皆可阅读,绝对通俗易懂,干货满满。
废话不多说,直入正题! 话说,自从1894年老毛子科学家波波夫成功发明了天线之后,这玩意迄今已有124年的历史(数了3遍,应该没错 )。
波波夫和他的发明
在这漫长的历史长河之中,它对人类社会发展和进步做出了卓绝的贡献。
二战中屡立奇功的英国雷达天线
如今,不管是老百姓日常工作生活,还是科学家进行科研探索,都离不开天线君的默默奉献。
天线究竟是一根什么样的“线”,为什么会如此彻底地改变我们的生活?
其实,天线之所以牛逼,就是因为电磁波牛逼。 电磁波之所以牛逼,一个主要原因就是,它是唯一能够不依赖任何介质进行传播的“神秘力量”。即使在真空中,它也能来去自如,而且转瞬即至。
电磁波效果图
电磁波传播示意图
想要充分利用这股“神秘力量”,你就需要天线。 在无线电设备中,天线就是用来辐射和接收无线电波的装置。
天线的英文名:Antenna(也有触须、直觉之意) 再通俗点,天线就是一个“转换器”——把传输线上传播的导行波,变换成在自由空间中传播的电磁波,或者进行相反的变换。
天线的作用
什么叫导行波? 简单来说,导行波就是一种电线上的电磁波。 天线是怎么实现导行波和空间波之间转换的呢? 看下图:
中学物理学过,两根平行导线,有交变电流时,就会形成电磁波辐射。 两根导线很近时,辐射很微弱(导线电流方向相反,产生的感应电动势几乎抵消)。 两根导线张开,辐射就会增强(导线电流方向相同,产生的感应电动势方向相同)。
当导线的长度增大到波长的1/4时,就能形成较为的辐射效果!
有了电场,就有了磁场,有了磁场,就有了电场,如此循环,就有了电磁场和电磁波。。。
电生磁,磁生电
再来个动图,大家感受一下这个优美的过程:
导线电流方向的变化,产生了变化的电场 产生电场的这两根直导线,就叫做振子。 通常两臂长度相同,所以叫对称振子。 长度像下面这样的,叫半波对称振子。
半波对称振子
把导线两头连起来,就变成了半波对称折合振子。
半波对称折合振子
有点像刷墙的油漆刷子。
对称振子是迄今最为经典,使用最为广泛的天线。
理论还是有点枯燥啊,赶紧的,我们来结合一下实物。 真实世界中的振子,是个什么样? Duang!就是这样——
就是这么个金属片。。。半波对称振子(非折合)
好吧,其实上面这个只是振子的一个传统形态,它还有N种变(身)态:
造型怪异的振子
懵逼了吧?如果说振子就是天线,那这哪里是天线嘛?我们现实生活中看到的天线不是这个鸟样啊? 放心!作为一个百年一遇的良心公众号,鲜枣课堂骗天骗地都不敢骗各位粉丝爸爸! 确切地说,振子不是一个完整的天线。振子是天线的核心部件,形态会随天线的形态变化而变化。 而天线的形态,实在是太TM多了。。。多了。。。了。。。
总而言之,成百上千。。。
虽然天线的形态千奇百怪,但是根据相似度,也可以进行大致归类。 按波长分:中波天线、短波天线、超短波天线、微波天线... 按性能分:高增益天线、中增益天线... 按指向分:全向天线、定向天线、扇区天线... 按用途分:基站天线、电视天线、雷达天线、电台天线... 按结构分:线天线、面天线... 按系统类型分:单元天线、天线阵... …… 如果按照外型来分,常见的几种,如下图:
鞭状天线
抛物面天线
八木天线
PS:八木天线并不是八根木头,虽然我数学不好,但是八我还是数得来的。之所以叫八木,是因为它是二十世纪20年代日本人八木秀次和宇田太郞发明的,叫“八木宇田天线”,简称“八木天线”(可怜的宇田)。
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