一文介绍天线的原理

　　天线的原理

　　天线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。导行波是全部或绝大部分电磁能量被约束在有限横截面内沿确定方向传输的电磁波。

　　我们用火车旅行进行类比，乘客好比是电磁波，传输线好比是火车。

　　乘客上车后，只能在车内活动，乘客随着火车的前进的方向移动，这就好比是导行波，约束在有限横截面内沿确定方向传输。

　　出站后，乘客可以自由活动，这就好比是电磁波在自由空间传播。这里火车门就类似于天线。

　　火车门既可以用于乘客上车，也可以用于乘客下车。

　　类似的，天线既可以用于将导行波转换为自由空间电磁波，又可以将自由空间的电磁波转换为导行波，这就是天线的互易性原理。

　　天线是怎么将导行波转换成自由空间的电磁波呢？

　　1894年，科学家波波夫在一次实验中发现接收机检测电波的距离比平常有明显的增加。经过一番探究，波波夫发现一根导线碰到了金属屑检波器。正是这根导线让实验距离大大增加。这根导线被认为世界上的第一根天线。

　　波波夫实验中，导线意外碰到了金属屑检波器，无形中改变了传输线的形状。

　　按照波波夫这次实验的思路继续研究，科学家发现随着传输线张角的增大，辐射电磁波越强。后来又提出了对称振子天线理论，继而发展出了各种各样的天线。

　　可以看出天线的尺寸与波长相匹配。

　　波长和频率之间有着密切关系，光速=频率×波长（），从1G到5G，使用的频率越来越高，波长越小，对应天线的尺寸越小，这就是为什么手机的天线可以藏到手机里面了。

　　由于天线理论比较复杂，此处就不再详述，如果感兴趣可以自行学习。