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天線應該怎么擺放才對

發布時間:2024-03-13作者來源:小棗君瀏覽:2072

天線是一種用來發送或接收電磁波的裝置,通常用于無線通信、廣播、雷達和導航系統中。其作用是將電磁信號轉換為電流或者將電流轉換為電磁信號,并在空間中傳輸或接收這些信號。天線通常由金屬導體構成,具有特定的形狀和尺寸,以適應不同頻率的電磁波。通過合理設計和擺放天線,可以實現更好的信號傳輸和接收效果。

網上圍繞一個B站技術科普視頻,產生了很大的爭議。在視頻里,為了測試信號,某UP主把天線給掰直了。


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UP主可能認為,將天線掰直之后,能夠讓天線產生指向性的信號輻射效果。

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那么,這樣做,真的是正確的嗎?

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另外,很多人也經常問:我們家里的Wi-Fi路由器,有多根天線。這些天線,又該如何指向,才能有更好的傳播效果?

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天線這個東西,大家其實都很熟悉。但凡是有無線技術的地方,基本上都有天線。它的目的,就是發送和接收無線電波。

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更專業點來說,天線就是一個“轉換器”——把傳輸線上傳播的導行波,變換成在自由空間中傳播的電磁波,或者進行相反的變換。

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天線的作用

天線是怎么實現導行波和空間波之間轉換的呢?

看下圖:
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中學物理學過,兩根平行導線,有交變電流時,就會形成電磁波輻射

兩根導線很近時,輻射很微弱(導線電流方向相反,產生的感應電動勢幾乎抵消)。

兩根導線張開,輻射就會增強(導線電流方向相同,產生的感應電動勢方向相同)。


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當導線的長度增大到波長的1/4時,就能形成較為顯著的輻射效果!

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有了電場,就有了磁場,有了磁場,就有了電場,如此循環,就有了電磁場和電磁波……


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電生磁,磁生電

再來個動圖,大家感受一下這個優美的過程:

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導線電流方向的變化,產生了變化的電場

產生電場的這兩根直導線,就叫做振子

真實世界中的振子,是個什么樣?

Duang!就是這樣——

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就是這么個金屬片。。。半波對稱振子(非折合)

好吧,其實上面這個只是振子的一個傳統形態,它還有N種變身:

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造型怪異的振子

大家可能會問:我們現實生活中看到的天線,不是這個鳥樣啊?

原因很簡單:確切地說,振子不是一個完整的天線。振子是天線的核心部件,形態會隨天線的形態變化而變化。

而天線的形態,實在是太TM多了。。。

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總而言之,成百上千。。。


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有時候,天線外面還會有天線罩,遮住了里面真正的振子。這會讓你對天線實際形狀產生誤解。

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天線的外型千奇百怪,根據相似度,可以大致歸類為以下幾種:


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鞭狀天線

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拋物面天線

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八木天線

PS:八木天線并不是八根木頭,雖然我數學不好,但是八我還是數得來的。之所以叫八木,是因為它是二十世紀20年代日本人八木秀次和宇田太郞發明的,叫“八木宇田天線”,簡稱“八木天線”。


在本文開頭所提到的,視頻里的那個天線,是一根最常見的垂直極化膠桿天線,和鞭狀天線類似,也是一根全向天線。

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那么,這種天線,它的信號是如何向外傳播的呢?

看一下它的信號方向圖,就明白了:

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是的,它的信號是向“棍子”的垂直方向四周傳播的。專業來說,是軸向最小,法向最大。(其實,前面的動圖已經劇透了。)

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大家可以看到,信號傳播方向是垂直于天線。也就是說,天線頂部指向的方向,信號反而最弱。

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所以,想要讓這種天線最大化地發揮效果,那么,就應該像[敏感詞]這種擺放方式:

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同理,大家家里的路由器,如果想要獲得更好的效果,也建議天線豎著擺。

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天線橫著擺,就會這樣:

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指向著擺,就更不對了,信號最差。

當然,如果你的路由器放得比較高,或者比較矮,適當調整天線角度,也是可以的。

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關于天線的擺放,還有一些常識需要注意:

1 網上傳的,在天線上套一個易拉罐的方式,會增強信號。這是錯誤的,并不會產生更大的增益。

2 天線之間,不要靠得太近,否則會有相互之間的干擾。

3 路由器天線不是越多越好。不同的天線有不同的目的,例如2.4GHz或5GHz信號。手機支持的MIMO(多天線收發)是有限制的,一般是2X2或4X4,不是說你路由器有100根天線,一部手機就都能與之通信。現在很多路由器天線很多,其實可能只是為了增加帶機數量。


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