天線不僅可以發(fā)射信號(hào),還可以接收信號(hào),根據(jù)惠更斯對(duì)稱原理,收和發(fā)的性能一模一樣。大家平時(shí)關(guān)心的主要有兩個(gè)指標(biāo),第一個(gè)是增益,第二個(gè)是覆蓋范圍,作為發(fā)時(shí)性能是什么樣子,收也一樣。增益和覆蓋范圍相輔相成,又有區(qū)別,一般會(huì)認(rèn)為增益大,那么覆蓋范圍就大,這只能是對(duì)全向天線;對(duì)于定向天線,波束非常窄,覆蓋范圍越小,增益越高。也就是用同有異。
解決了天線收發(fā)性能問(wèn)題,現(xiàn)在來(lái)分析天線為何可以收發(fā)信號(hào),因?yàn)槭瞻l(fā)性能一致,我們就拿發(fā)射來(lái)分析。
天線,作為一種設(shè)備,本質(zhì)上是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換器,把高頻電流轉(zhuǎn)換為電磁波,沿著空間傳播出去。但是不是傳輸高頻電流的導(dǎo)線就是天線呢?這就要分析天線輻射的機(jī)理。
圖一
上圖為雙導(dǎo)線沿途的高頻電流分布電壓電流成正弦余弦,相位差90度,每隔半個(gè)周期電壓電流反向。大家注意藍(lán)色和紅色剪頭的指向。 我們大家都知道,奧斯特定律,通電導(dǎo)體周圍會(huì)有磁場(chǎng),那么這兩根導(dǎo)線周圍分別都會(huì)有磁場(chǎng)產(chǎn)生,為何沒(méi)有輻射呢?其實(shí)輻射是存在的,只是因?yàn)閮筛鶎?dǎo)線的距離太近,又因?yàn)閷?dǎo)線上電流反向,所以在周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向也是相反的,會(huì)互相抵消。我們繼續(xù)往下分析。
圖二
圖二為雙導(dǎo)線向天線過(guò)度的中間狀態(tài),注意藍(lán)色和紅色剪頭的方向。
從上圖的過(guò)度階段我們可以看出紅藍(lán)表示的剪頭方向慢慢開(kāi)始出現(xiàn)一定的夾角。如果把這兩個(gè)箭頭作為一個(gè)矢量,同時(shí)做一下矢量向分解,如下圖:
圖三
從圖三發(fā)現(xiàn),水平分量(橙色)的方向是相反的,產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)抵消,而垂直分量(綠色)是同向的,那么他們兩個(gè)的磁場(chǎng)就會(huì)在空間中疊加,形成輻射。但輻射并不是最強(qiáng)。下期繼續(xù)進(jìn)行更深入的分析。
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