天線的原理

　　天線把傳輸線上傳播的導(dǎo)行波，變換成在自由空間中傳播的電磁波，或者進(jìn)行相反的變換。導(dǎo)行波是全部或絕大部分電磁能量被約束在有限橫截面內(nèi)沿確定方向傳輸?shù)碾姶挪ā?/p>

　　我們用火車旅行進(jìn)行類比，乘客好比是電磁波，傳輸線好比是火車。

　　乘客上車后，只能在車內(nèi)活動(dòng)，乘客隨著火車的前進(jìn)的方向移動(dòng)，這就好比是導(dǎo)行波，約束在有限橫截面內(nèi)沿確定方向傳輸。

　　出站后，乘客可以自由活動(dòng)，這就好比是電磁波在自由空間傳播。這里火車門就類似于天線。

　　火車門既可以用于乘客上車，也可以用于乘客下車。

　　類似的，天線既可以用于將導(dǎo)行波轉(zhuǎn)換為自由空間電磁波，又可以將自由空間的電磁波轉(zhuǎn)換為導(dǎo)行波，這就是天線的互易性原理。

　　天線是怎么將導(dǎo)行波轉(zhuǎn)換成自由空間的電磁波呢？

　　1894年，科學(xué)家波波夫在一次實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)接收機(jī)檢測電波的距離比平常有明顯的增加。經(jīng)過一番探究，波波夫發(fā)現(xiàn)一根導(dǎo)線碰到了金屬屑檢波器。正是這根導(dǎo)線讓實(shí)驗(yàn)距離大大增加。這根導(dǎo)線被認(rèn)為世界上的第一根天線。

　　波波夫?qū)嶒?yàn)中，導(dǎo)線意外碰到了金屬屑檢波器，無形中改變了傳輸線的形狀。

　　按照波波夫這次實(shí)驗(yàn)的思路繼續(xù)研究，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)隨著傳輸線張角的增大，輻射電磁波越強(qiáng)。后來又提出了對(duì)稱振子天線理論，繼而發(fā)展出了各種各樣的天線。

　　可以看出天線的尺寸與波長相匹配。

　　波長和頻率之間有著密切關(guān)系，光速=頻率×波長（），從1G到5G，使用的頻率越來越高，波長越小，對(duì)應(yīng)天線的尺寸越小，這就是為什么手機(jī)的天線可以藏到手機(jī)里面了。

　　由于天線理論比較復(fù)雜，此處就不再詳述，如果感興趣可以自行學(xué)習(xí)。