深度了解下 天线的原理和作用

天线是一种变换器,它把传输线上传播的导行波,变换成在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波,或者进行相反的变换。在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统,凡是利用电磁波来传递信息的,都依靠天线来进行工作。此外,在用电磁波传送能量方面,非信号的能量辐射也需要天线。一般天线都具有可逆性,即同一副天线既可用作发射天线,也可用作接收天线。同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。这就是天线的互易定理。简单来说天线就是一种变换器

按用途分类可分为通信天线、广播天线、电视天线

最早天线是由俄国科学家波波夫发明的

1888年,29岁的波波夫得知德国著名物理学家赫兹发现电磁波的消息后,这位曾经立志推广电灯的年轻科学家对朋友们说:“我用毕生的精力去安装电灯,对于广阔的俄罗斯来说,只不过照亮了很小的一角:假如我能指挥磁波,那就可以飞越整个世界!”于是,他埋头研究,向新的目标发起了冲击。1894年,波波夫制成了一台无线电接收机。这台接收机的核心部分用的是改进了的金属屑检波器,波波夫采用电铃作终端显示,电铃的小锤可以把检波器里的金属屑震松。电铃用一个电磁继电器带动,当金属屑检波器检测到电磁波时,继电器接通电源,电铃就响起来。有一次,波波夫在实验中发现,接收机检测电波的距离突然比往常增大了许多。“这是怎么回事呢?”波波夫查来查去,一直找不出原因。一天,波波夫无意之中发现一根导线搭在金属屑检波器上。他把导线拿开,电铃便不响了;他把实验距离缩小到原来那么近,电铃又响了起来。波波夫喜出望外,连忙把导线接到金属屑检波器的一头,并把检波器的另一头接上。经过再次试验,结果表明使用天线后,信号传递距离剧无线电天线由此而问世。就行了小编带大家看一下天线的工作原理当导体上通以高频电流时,在其周围空间会产生电场 与磁场。按电磁场在空间的分布特性,可分为近区,中间区, 远区。设R为空间一点距导体的距离,在 R ﹤﹤ λ/2π 时的区域称近区,在该区内的电磁场与导体中电流,电压有紧密的联系。在R﹥﹥λ/2π的区域称为远区,在该区域内电磁场能离开导体向空间传播,它的变化相对于导体上的电流电压就要滞后一段时间,此时传播出去的电磁波已不与导线上的电流、电压有直接的联系了,这区域的电磁场称为辐射场。必须指出,当导线的长度 L 远小于波长 λ 时,辐射很微弱;导线的长度 L增大到可与波长相比拟时,导线上的电流将大大增加,因而就能形成较强的辐射,天线发射天线正是利用辐射场的这种性质,使传送的信号经过发射天线后能够充分地向空间辐射。如何使导体成为一个有效辐射体导系统呢?这里我们先分析一下传输线上的情况,在平行双线的传输线上为了使只有能量的传输而没有辐射,必须保证两线结构对称,线上对应点电流大小和方向相反,且两线间的距离<π。要使电磁场能有效地辐射出去,就必须破坏传输线的这种对称性,如采用把二导体成一定的角度分开,或是将其中一边去掉等方法,都能使导体对称性破坏而产生辐射。

最后 一下一般天线组成

大多数普通天线的测量是测定其远场的辐射特性,如方向图(幅度、相位、极化)、旁瓣电平、增益、频带宽度等。本节将定义这些测量的基本概念。为测量辐射特性的典型配置。基本步骤是将一副发射或接收的源天线放在相对于待测天线(AUT)的远场位置上,待测天线架设在可旋转平台上,旋转待测天线,借以采集大量方向图取样值,实现天线辐射特性的测量。由于天线是电磁开放系统,测试环境对测量结果将产生影响,因此必须合理选择测试场地,尽量实现无反射的环境,如建造微波暗室等。

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