本帖最后由 xzclass 于 2018-9-12 11:01 编辑
大家好，我是小枣君。
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？
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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）。
我们通信汪最关心的，当然是——通信基站天线！
基站天线，是基站天馈系统的组成部分，也是移动通信系统的重要组成部分。
基站天线一般分为室内天线和室外天线。
室内天线通常包括全向吸顶天线和定向壁挂天线等。
我们重点说说室外的。
室外基站天线也分为全向的和定向的。定向天线再细分为定向单极化天线和定向双极化天线。
什么是极化？别急，我们待会再说。我们先说说全向和定向。
其实顾名思义，全向天线就是向四周发射和接收信号的，而定向天线，是向指定方向。
室外全向天线，是这样的：
就是一根棒子，有粗的，也有细的。
它里面的振子，是这样的：
相比全向天线，现实工作生活中，定向天线使用最为广泛。
它大部分时候看上去就是一个板子，所以叫板状天线。
板状天线，主要由以下部分组成： 辐射单元（振子） 反射板（底板） 功率分配网络（馈电网络） 封装防护（天线罩）
之前我们看到那些奇怪形状的振子，其实都是基站天线的振子。
大家注意到没，这些振子的角度，有一定的规律：要么是“＋”，要么是“×”。
嗯，这就是前面我们提到的“极化”。
无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规律而变化的，这种现象称为无线电波的极化。
如果电波的电场方向垂直于地面，我们称它为垂直极化波。同理，平行于地面，就是水平极化波。另外，还有±45°的极化。
不仅如此，电场的方向还可以是螺旋旋转的，叫椭圆极化波。
双极化，就是2个天线振子在一个单元内，形成两个独立波。
采用双极化天线，可以在小区覆盖时减少天线的数量，降低天线架设的条件要求，进而减少投资，还能保证覆盖效果。总之，就是好处多多。
密集恐惧症又犯了。。。![]()
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发表于 2018-9-12 09:52:50
