01
什么是輻射？ 要介紹什么是天線，首先需要了解什么是輻射。
假設(shè)空間中有如下一對(duì)正負(fù)電荷，在某一時(shí)刻在某種外力的作用下保持靜止； 空間中各點(diǎn)的力是平衡的； 如下所示：
兩個(gè)電荷之間的藍(lán)色箭頭線是它們之間的電力線示意圖。 此時(shí)，兩個(gè)電荷之間存在電場(chǎng)，電勢(shì)能分布在空間各點(diǎn)； 并且電場(chǎng)勢(shì)能在空間中的分布是不均勻的。 兩個(gè)電荷直接相連的位置是勢(shì)能最集中的地方； 兩個(gè)電荷距離越遠(yuǎn)，勢(shì)能越集中。 電場(chǎng)較弱的地方，電勢(shì)能也相對(duì)較弱。 這種電場(chǎng)和電勢(shì)能的不均勻分布就是這對(duì)相反電荷的平衡狀態(tài)； 換句話說(shuō)，這對(duì)相反的電荷將它們的大部分能量限制在它們附近的區(qū)域； 如果沒(méi)有外部干預(yù)，這種狀態(tài)將會(huì)持續(xù)下去。
接下來(lái)我們分析一下異性電荷運(yùn)動(dòng)的變化過(guò)程。
為了分析電荷對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)電場(chǎng)和電勢(shì)能的變化，以及它們產(chǎn)生的磁場(chǎng)的變化，我們對(duì)電力線進(jìn)行了簡(jiǎn)化，否則線路會(huì)太多而且會(huì)顯得雜亂； 簡(jiǎn)化后，如下圖所示。
電荷復(fù)合過(guò)程中電磁場(chǎng)轉(zhuǎn)移示意圖
如上左圖所示，我們只取其中幾條電源線作為代表，仍然用藍(lán)色箭頭線表示。
釋放兩個(gè)電荷，讓電荷在靜電引力的作用下相互靠近； 如圖，小黑圈為感應(yīng)磁場(chǎng)方向，?代表垂直于紙張向內(nèi)方向的方向，⊙代表垂直于紙張向外方向的方向。 我們都知道這個(gè)在高中物理學(xué)過(guò)的。
帶箭頭的紅線是感應(yīng)磁場(chǎng)和感應(yīng)電場(chǎng)，箭頭表示電場(chǎng)的方向。 紅色小圓圈是感應(yīng)電場(chǎng)和感應(yīng)磁場(chǎng)，方向也是垂直于紙面，向內(nèi)或向外。 這里的量有點(diǎn)多了，不過(guò)都是高中物理的內(nèi)容，就是磁嵌套電，電嵌套磁。 如果仔細(xì)梳理一下，后面的分析就簡(jiǎn)單了。
圖中相反電荷對(duì)復(fù)合運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，感應(yīng)電場(chǎng)力（紅色虛線）阻止了電荷的復(fù)合運(yùn)動(dòng)（與原來(lái)藍(lán)色電場(chǎng)方向相反，如上右圖所示）； 這種阻力逐漸消耗兩個(gè)電荷之間的空間。 電勢(shì)能，消耗的能量轉(zhuǎn)化為空間磁場(chǎng)勢(shì)能（用小黑圈?和⊙表示）； 這就是電磁作用的過(guò)程。
同時(shí)，感應(yīng)電場(chǎng)在削弱兩個(gè)電荷之間電場(chǎng)的同時(shí)，也試圖加強(qiáng)遠(yuǎn)離電荷的電場(chǎng)（如圖中藍(lán)色虛線和紅色虛線有同一方向）。 換句話說(shuō)，這個(gè)過(guò)程試圖減少原本電場(chǎng)比較強(qiáng)的區(qū)域。 電場(chǎng)減弱，導(dǎo)致原本電場(chǎng)比較弱的空間內(nèi)的電場(chǎng)增大。 而這個(gè)增強(qiáng)的電場(chǎng)會(huì)繼續(xù)產(chǎn)生磁場(chǎng)，并將磁場(chǎng)移得更遠(yuǎn)（用紅色小圓圈?和⊙表示）。
換句話說(shuō)，在這個(gè)過(guò)程中，空間中的能量分布將轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)離異性電荷對(duì)的區(qū)域，并趨于空間平均。 這符合系統(tǒng)平衡的原則； 這是振蕩電荷輻射電磁場(chǎng)的最基本原理。 。
而且，當(dāng)這對(duì)異性電荷完全重新結(jié)合時(shí)，它們?cè)械碾妶?chǎng)能量（藍(lán)色箭頭電力線示意圖）消失，而原有的電勢(shì)能以磁場(chǎng)能量的形式分布在各個(gè)點(diǎn)在空間中（右側(cè)的每個(gè)小黑圓圈 ? 和 ⊙）。 由于感應(yīng)磁場(chǎng)的存在，其感應(yīng)電場(chǎng)（上圖中紅色虛線帶箭頭）不會(huì)立即消失。 這些感應(yīng)電場(chǎng)將繼續(xù)推動(dòng)相反電荷的運(yùn)動(dòng)，試圖再次分離電荷對(duì)。 這就是磁力發(fā)電的原理。 過(guò)程。
如果此時(shí)電荷對(duì)附近的磁場(chǎng)可以將相反的電荷對(duì)再次分離到原來(lái)的位置（極性互換）； 那么這種電轉(zhuǎn)磁、磁轉(zhuǎn)電的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程將永遠(yuǎn)持續(xù)下去。
事實(shí)上，這是不可能的，因?yàn)樵趶?fù)合過(guò)程中平均空間能量的努力使得電荷附近的能量集中度比以前要少。 直觀上，部分磁場(chǎng)轉(zhuǎn)移到距離電荷對(duì)太遠(yuǎn)的地方，此時(shí)它們對(duì)電荷的作用力太弱，可以忽略不計(jì)。
能夠繼續(xù)參與磁電過(guò)程的磁場(chǎng)能量，在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中會(huì)再次轉(zhuǎn)換為電場(chǎng)，并被約束在電荷對(duì)附近； 而一些距離太遠(yuǎn)太弱而無(wú)法參與磁電過(guò)程的磁場(chǎng)就會(huì)脫離這個(gè)電荷對(duì)的約束； 這是輻射場(chǎng)。
假設(shè)上面藍(lán)色虛線內(nèi)的磁場(chǎng)可以再次參與磁電產(chǎn)生的過(guò)程，并繼續(xù)轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)； 而藍(lán)色虛線之外的磁場(chǎng)將永遠(yuǎn)消失； 這將場(chǎng)分為近場(chǎng)（能量存儲(chǔ)）和遠(yuǎn)場(chǎng)（輻射場(chǎng)）。
事實(shí)上，這種近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)的分布和比例是相對(duì)固定的（當(dāng)然是動(dòng)態(tài)的）。 如果有一個(gè)外力不斷地給這個(gè)相反的電荷對(duì)補(bǔ)充能量，讓其維持這種振蕩，就會(huì)不斷向外傳遞電磁場(chǎng)，這就是輻射。 相反，如果有一個(gè)外部電磁場(chǎng)從外到內(nèi)，不斷參與電荷對(duì)振蕩的過(guò)程，電荷對(duì)就有能力向外做功。 這就是接收過(guò)程。
這是電荷與電磁場(chǎng)相互作用的微觀機(jī)制，也是輻射或天線最基本的微觀機(jī)制。
可見(jiàn)，輻射是振蕩電荷對(duì)的基本特性，而不是我們特定的設(shè)置賦予了它這種能力。
那么為什么普通傳輸線中的電荷對(duì)不會(huì)輻射呢？
02
傳輸線對(duì)輻射的約束作用：假設(shè)下面是傳輸線的示意圖。 上下導(dǎo)體中存在一對(duì)相反的電荷，這也與傳輸線中的情況一致。 我們只需要把上面討論的一對(duì)電荷對(duì)放在上下傳輸線上即可； 當(dāng)然，上下傳輸線中相反電荷對(duì)的位置是互換的； 然后將它們產(chǎn)生的場(chǎng)疊加在一起。
左上圖為靜止?fàn)顟B(tài)下的情況。 藍(lán)色和淺藍(lán)色虛線分別代表上部和下部相反電荷對(duì)的電場(chǎng)。
我們看到，導(dǎo)線外部的電場(chǎng)方向（灰線代表上下導(dǎo)線）總是以相反的方向抵消，而導(dǎo)線之間的電場(chǎng)方向總是以相同的方向相加。 也就是說(shuō)，與自由電荷不同，傳輸線上下導(dǎo)線中的相反電荷對(duì)是相互約束的，使得電場(chǎng)分布在導(dǎo)線之間，而導(dǎo)線外基本沒(méi)有電場(chǎng)分布（考慮到傳輸線上的上下導(dǎo)線非常接近）。
重復(fù)最初討論的相反電荷對(duì)從靜止到復(fù)合的運(yùn)動(dòng)過(guò)程； 此時(shí)，上下導(dǎo)線中的兩對(duì)電荷同時(shí)運(yùn)動(dòng)，兩對(duì)相反電荷對(duì)產(chǎn)生的場(chǎng)也疊加。 這里的字段有點(diǎn)多，但基本原理是完全相同的。
此時(shí)的磁場(chǎng)分布如上右圖所示，圓圈為磁場(chǎng)示意圖（用?和⊙表示）。 我們直接看場(chǎng)的方向。 此時(shí)，還有上下電荷對(duì)產(chǎn)生的磁場(chǎng)。 在線外，方向始終相反且衰減（? 和 ⊙ 相互抵消）。 兩條線被加強(qiáng)是因?yàn)樗鼈兙哂邢嗤姆较颍▋H?）。 同時(shí)，上下導(dǎo)線之間的電場(chǎng)（帶箭頭的紅色虛線）也得到加強(qiáng)，因?yàn)樗c相應(yīng)位置的相反電荷的電場(chǎng)方向相同。
也就是說(shuō)，在傳統(tǒng)的傳輸線中，由于上下導(dǎo)體中的電荷產(chǎn)生的場(chǎng)是相互約束的，因此傳輸線之間的磁場(chǎng)和電場(chǎng)都受到約束。 這使得不可能通過(guò)第一部分中引入的振蕩電荷將場(chǎng)轉(zhuǎn)移到太空中遙遠(yuǎn)的地方。 這就是傳輸線中的振蕩電荷不能輻射的原因。
知道了傳輸線不能輻射的原因，設(shè)計(jì)天線就簡(jiǎn)單了。 只要破壞傳輸線的約束即可！
03
破壞約束條件：如何破壞上下導(dǎo)體對(duì)傳輸線施加的場(chǎng)約束？ 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是“拆開(kāi)”傳輸線，使上下導(dǎo)體中的場(chǎng)不能重疊并將場(chǎng)暴露在自由空間中。 示意圖如下：
這里純粹是為了直觀和便于理解，直接將上下導(dǎo)體“分開(kāi)”，而場(chǎng)分布保持不變； 這樣做是為了讓大家看清楚，上下導(dǎo)體已經(jīng)失去了相互制約的條件。 實(shí)際的場(chǎng)分布會(huì)在上下導(dǎo)體之間重新調(diào)整，比圖中顯示的要復(fù)雜一些； 但并不影響定性層面上對(duì)這個(gè)問(wèn)題的討論，我們暫時(shí)以寬松的方式來(lái)看待。
如上圖所示，兩個(gè)獨(dú)立導(dǎo)體中的異性電荷場(chǎng)不再能夠相互抑制并相互抵消。 在遠(yuǎn)離導(dǎo)體的空間中將會(huì)存在一個(gè)振蕩電荷場(chǎng)。 根據(jù)之前對(duì)振蕩電荷對(duì)的分析可知，這個(gè)空間的電場(chǎng)會(huì)繼續(xù)“平均”到更遠(yuǎn)的空間，形成輻射。 該源僅用于補(bǔ)充每個(gè)周期中損失的能量，使電荷對(duì)在每個(gè)振蕩周期中始終保持相同的分離幅度。
事實(shí)上，天線的基本原理確實(shí)可以理解為只是“拆散”傳輸線。
難道只是“拆開(kāi)”天線的問(wèn)題嗎？ 當(dāng)然這還不夠。
04
共振：實(shí)際上，在振蕩電荷對(duì)形成的遠(yuǎn)場(chǎng)和近場(chǎng)中，遠(yuǎn)場(chǎng)所占的比例很小； 也就是說(shuō)，每個(gè)周期輻射出去的能量很小，大部分能量都被限制為能量存儲(chǔ)。 在近場(chǎng)。 尤其是在實(shí)際應(yīng)用中，由于空間等條件的限制，想要“破解”是不可能的； 因此，無(wú)法避免場(chǎng)因疊加而受到約束，輻射的能量較少。
解決這個(gè)問(wèn)題的辦法就是共振：我們需要大量的電荷對(duì)同時(shí)同步振蕩，將各個(gè)電荷對(duì)的微弱輻射場(chǎng)疊加起來(lái)，形成相當(dāng)大的輻射； 這需要建造一個(gè)共振結(jié)構(gòu)。
如何構(gòu)建共振結(jié)構(gòu)？ 看下圖：
如上圖所示，沿導(dǎo)體傳輸?shù)男胁ㄐ盘?hào)每個(gè)周期都有一個(gè)正半周期和一個(gè)負(fù)半周期； 當(dāng)我們?cè)诎氩ㄎ恢眠M(jìn)入負(fù)半周時(shí)，我們將波“折疊”，負(fù)半周+反向折疊，就可以與正半周信號(hào)同相，從而達(dá)到疊加結(jié)果。 如果繼續(xù)以同樣的方式折疊，就可以“堆疊”許多這樣的半波，形成強(qiáng)大的同時(shí)同步振蕩。 這就是上圖想要表達(dá)的意思。 聽(tīng)起來(lái)很高端，但實(shí)際上是通過(guò)使用半波長(zhǎng)線來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
那么共振波可以無(wú)限疊加嗎？
顯然不是，現(xiàn)實(shí)中不存在無(wú)限的事物； 一個(gè)更合理的問(wèn)題是，什么時(shí)候疊加？
打個(gè)比方，你把一車蘋果拉到某個(gè)市場(chǎng)去賣，就能得到一萬(wàn)元。 蘋果本身的成本加上運(yùn)費(fèi)和人工成本為9500元。 每次拉動(dòng)你就賺500； 如果用2輛車同時(shí)拉，每次拉，賺1000，同時(shí)拉3輛車，每次拉15000。 。 。 。 。 但你總共只有 10 輛車。 當(dāng)你用完10輛車并且無(wú)法添加更多車輛時(shí)，每次拉動(dòng)賺取5000將是一種穩(wěn)定的長(zhǎng)期運(yùn)輸方式。
對(duì)于天線來(lái)說(shuō)，當(dāng)源每個(gè)周期可以提供的能量等于諧振結(jié)構(gòu)在沒(méi)有周期中損失的能量（包括輻射和天線損耗）時(shí)，疊加停止，諧振達(dá)到平衡。 下圖是諧振結(jié)構(gòu)從啟動(dòng)到平衡的示意圖：
上圖中藍(lán)色曲線代表源的幅度，紅色曲線代表天線（半波長(zhǎng)導(dǎo)體）中“堆疊”的信號(hào)幅度； 當(dāng)每個(gè)周期輻射出去的“堆積”能量等于源的功率時(shí)，源就沒(méi)有繼續(xù)向上“堆積”的能力，系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。
天線工作時(shí)，源本身的幅值較小，而天線上的振蕩電流幅值較大，幅值取決于天線的Q值。 對(duì)于高Q值的窄帶天線，天線內(nèi)的振蕩幅度是驚人的； 此時(shí)，導(dǎo)體中振蕩電流的損耗和支撐天線的介質(zhì)中天線末端電場(chǎng)的損耗都很大。 我曾經(jīng)遇到過(guò)天線末端的電場(chǎng)會(huì)燒毀支撐天線的塑料介質(zhì)的情況。
05
什么是天線：至此，我們終于可以在原理上給天線一個(gè)簡(jiǎn)單且相對(duì)完整的定義了：天線就是面向空曠空間的諧振結(jié)構(gòu)，就是這樣！
按照我們之前分析的邏輯，也可以簡(jiǎn)單的說(shuō)是分路四分之一波長(zhǎng)傳輸線（總長(zhǎng)度為半個(gè)波長(zhǎng)）。 如下所示：
向空間“敞開(kāi)”一段傳輸線，使其長(zhǎng)度達(dá)到諧振的半波長(zhǎng)，這就是標(biāo)準(zhǔn)的單極天線！
說(shuō)了這么多，結(jié)果簡(jiǎn)單得令人失望：不就是半波長(zhǎng)導(dǎo)體嗎？ 這是在公司工作的同事通常對(duì)天線的印象。 他們談?wù)摿撕芏喾椒ǎ罱K的結(jié)果是一個(gè)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)組件； 有時(shí)我感覺(jué)自己被欺騙了！
這讓我想起了小時(shí)候在語(yǔ)文課上學(xué)過(guò)的《百鳥學(xué)藝》的故事。 鳳凰告訴小鳥們?nèi)绾沃B巢。 鳳凰說(shuō)：“首先，你得找到一根樹枝……”。 老鷹一聽(tīng)“哦，原來(lái)是一根樹枝”，就飛走了； 現(xiàn)在鷹巢一直是一個(gè)分支。
這里非常相似。 只要將其拆開(kāi)，確實(shí)可以輻射。 從廣義上講，輻射也算是天線，也可以認(rèn)為是天線。 它類似于老鷹尋找的樹枝； 但要讓燕子的巢像藝術(shù)品一樣，還需要做更多的工作； 比如搭配。
06
匹配：知道半波長(zhǎng)導(dǎo)體可以用作天線，下一步就是如何饋電； 這就涉及到匹配問(wèn)題。
如下圖所示：天線上不同位置的電壓和電流是不同的。 在哪里喂食以及如何喂食是一門大科學(xué)。
許多人經(jīng)常將天線的輸入阻抗與輻射電阻混淆，尤其是那些制作較大天線的人。 事實(shí)上，同一天線在不同位置或不同饋電方式的輸入阻抗是不同的。 由于天線在不同位置具有不同的電勢(shì)和電流分布，因此它對(duì)外界表現(xiàn)出不同的阻抗。 對(duì)于同一類型的天線，其輻射電阻不會(huì)因饋電方式的不同而發(fā)生變化。 因?yàn)檎缰霸谡務(wù)撦椛鋾r(shí)提到的，近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)的比率是給定電荷對(duì)和給定諧振結(jié)構(gòu)的固有特性； 來(lái)源的差異不會(huì)影響這一基本特征。
既然不影響輻射，為什么端口阻抗如此重要呢？ 這與光源有關(guān)，與光源的能量能否有效地傳遞到天線有關(guān)。 如下所示：
天線阻抗和 PA 負(fù)載牽引
上圖中的粗黑線是天線的阻抗曲線，彩色部分是某個(gè)PA在不同負(fù)載下的輸出功率。 越藍(lán)的部分，輸出功率越大，越紅的部分，輸出功率越小。 我們看到，最大功率輸出的位置與天線的阻抗之間的關(guān)系是，只有天線和電路配合良好，才能將電路的能量有效地傳遞到天線。
事實(shí)上，我們想要的天線往往不是單一頻點(diǎn)的。 這時(shí)，我們必須根據(jù)天線上不同頻率的電壓和電流的分布來(lái)綜合考慮饋電位置； 如下所示：
天線上不同模式下的電流分布
這時(shí)進(jìn)給位置的選擇不僅要考慮匹配，還要考慮各模態(tài)的激勵(lì)。
當(dāng)然，這只是饋電位置選擇對(duì)輸入阻抗的影響。 其實(shí)我們也可以用匹配電路來(lái)配合； 這是一個(gè)很長(zhǎng)的故事。
上面我們講的是電路角度的匹配，也就是電路和天線之間的匹配； 而天線在某種程度上可以看作是更廣泛的匹配裝置：將電路中的信號(hào)匹配到自由空間。
天線被視為從電路到空間的匹配
如上圖所示，能量從電路到自由空間是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程； 如果這個(gè)過(guò)程有一個(gè)平滑的過(guò)渡，每個(gè)環(huán)節(jié)不再有能量反射，更多的能量就會(huì)從電路傳輸?shù)阶杂煽臻g。 在普通傳輸線中，通常采用50Ω，根據(jù)sqrt{eta/}計(jì)算，自由空間中的波阻抗約為377Ω。 能量從電路轉(zhuǎn)移到天線后，天線需要能夠與自由空間有良好的波阻抗。 只有匹配才能保證波傳輸?shù)倪B續(xù)性并獲得最佳效果。 這就是很多小天線看起來(lái)很奇怪的原因。 如下所示：
小型天線設(shè)計(jì)圖
左右扭轉(zhuǎn)的設(shè)計(jì)可以理解為與空間的搭配； 天線與空間匹配狀態(tài)的變化會(huì)引起反射波的變化，進(jìn)而引起天線與電路接口處輸入阻抗的變化； 因此，匹配是一個(gè)起點(diǎn)從電路到空間的連續(xù)過(guò)程，光討論這個(gè)可能就需要寫一本書了。 而許多令人驚嘆的設(shè)計(jì)正是上述基本原理的巧妙應(yīng)用。 因此，與圍棋類似，游戲規(guī)則越簡(jiǎn)單，變化越多，就越難做好。
另外，為什么這張示意圖中的天線與之前原理介紹中的天線有如此大的不同呢？
以上是天線的一般原理電場(chǎng)方向，基于實(shí)際應(yīng)用。 雖然原理是一樣的，但是由于應(yīng)用場(chǎng)景和條件的限制，天線常常會(huì)變形到無(wú)法辨認(rèn)的地步，比如手機(jī)天線（剛才的小天線圖就是手機(jī)天線）。
07
手機(jī)天線：目前普通的5G手機(jī)中，大約有十幾個(gè)天線，負(fù)責(zé)不同的頻段和功能。 不是這個(gè)領(lǐng)域的同學(xué)可能還不知道這一點(diǎn)。 在如此狹小的空間內(nèi)放置如此多的天線，人們可以想象天線的局限性以及它們必須做出的變形。 但無(wú)論如何變化，天線的原理都不會(huì)超出上面介紹的幾點(diǎn)。
以下是PIFA天線在手機(jī)中的發(fā)展現(xiàn)狀：
手機(jī)天線演進(jìn)示意圖
我們可以看到，從理想的天線到后來(lái)的PIFA天線，為了空間的妥協(xié)，早期的樣子已經(jīng)看不到了。 前面我們強(qiáng)調(diào)要“拆開(kāi)”輸電線路，使其面向開(kāi)放空間； 但到了 PIFA 時(shí)期，所謂的開(kāi)放空間已經(jīng)惡化； 事實(shí)上，隨著手機(jī)全面屏顯示的普及電場(chǎng)方向，這種情況已經(jīng)逐漸惡化，越來(lái)越偏離理想的天線條件； 這也是手機(jī)天線的設(shè)計(jì)變得越來(lái)越困難的原因。
但這并不意味著天線不能工作，也不意味著原理不再一樣。
開(kāi)放空間條件的惡化直接影響輻射場(chǎng)與近場(chǎng)的比值； 由于更多的場(chǎng)在上下導(dǎo)體中相互重疊和約束，每個(gè)振蕩周期輻射出去的場(chǎng)變得越來(lái)越小，作為儲(chǔ)能的振蕩幅度越來(lái)越大。 在實(shí)際電路中，任何振蕩電流都會(huì)產(chǎn)生損耗； 振蕩電流越大，電路中損失的能量越高； 這意味著天線輻射效率降低。
另一方面，輻射場(chǎng)的比例變小，近場(chǎng)（儲(chǔ)能）的比例變高，這意味著天線的Q值在增加，天線的帶寬也減小。 因此，對(duì)于手機(jī)這樣的小型天線來(lái)說(shuō)，最重要的兩個(gè)參數(shù)：輻射效率和帶寬，是由“開(kāi)放空間”的物理?xiàng)l件決定的。 所以它是天線非常重要的基本條件。 但由于空間限制，我們常常不得不做出一定的妥協(xié)并接受其帶來(lái)的成本。 這就是平衡的藝術(shù)，也是手機(jī)天線設(shè)計(jì)的魅力之一。
順便說(shuō)一句，天線的 Q 因子太高還有一個(gè)缺點(diǎn)。
我們?cè)谥v諧振的時(shí)候提到，天線的Q值越高，意味著需要疊加更多的波才能輻射出同樣的能量。 其結(jié)果是天線中的振蕩電流非常大，天線末端的電場(chǎng)非常強(qiáng)，可以達(dá)到支撐天線的塑料支架被熔化的程度； 如下所示：
高Q值天線示意圖
上兩張圖是某早期天線，天線尾部的塑料支架被燒熔（當(dāng)然這是不正常情況，正常情況下不會(huì)發(fā)生，請(qǐng)不要擔(dān)心）； 下面兩張圖是根據(jù)實(shí)驗(yàn)室原理得出的結(jié)果。 這個(gè)現(xiàn)象的圖片，下左圖是天線原型； 下右圖是連接毫安輸出網(wǎng)絡(luò)分析儀的天線原型，并用紅外攝像頭測(cè)試溫度； 可以看到，毫安輸入時(shí)，天線端的溫度已達(dá)到80℃以上； 這表明天線中的振蕩電流非常強(qiáng)。
粗略總結(jié)一下：
天線的基本原理可以看作是面向空間的半波長(zhǎng)導(dǎo)體。 輻射是振蕩電荷的基本能力，而天線只是釋放這種能力的特定結(jié)構(gòu)。
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