之前,网上围绕一个B站技术科普视频,产生了很大的争议。
在视频里,为了测试信号,某UP主把天线给掰直了。
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/83/w1080h603/20231210/04ad-db6176d3492b23e797009a5aa634353f.png/w700d1q75cms.jpg)
UP主可能认为,将天线掰直之后,能够让天线产生指向性的信号辐射效果。
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/733/w1080h453/20231210/c5c0-a6cae413c62ab91733656c50ca2a8c42.png/w700d1q75cms.jpg)
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/212/w1080h732/20231210/8477-325d1b4bc70141ccec3d49ef4885547d.jpg/w700d1q75cms.jpg)
那么,这样做,真的是正确的吗?
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/20/w500h320/20231210/76e6-0d46e080a3f0e6b5ec6741387feebf57.jpg/w700d1q75cms.jpg)
另外,很多人也经常问:我们家里的Wi-Fi路由器,有多根天线。这些天线,又该如何指向,才能有更好的传播效果?
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/500/w800h500/20231210/b747-43b3b4cae6f4a7b9e9b1217c743b4b10.jpg/w700d1q75cms.jpg)
今天,简单地给大家说说这个知识。
天线这个东西,大家其实都很熟悉。但凡是有无线技术的地方,基本上都有天线。它的目的,就是发送和接收无线电波。
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/30/w1080h1350/20231210/73a8-8af60431b8d05bf8536b4d5f7f61a330.jpg/w700d1q75cms.jpg)
更专业点来说,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。
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/152/w791h161/20231210/23e8-23f1e000da696e0de4e09373e50499e8.png/w700d1q75cms.jpg)
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/496/w930h366/20231210/9709-978e791e25cd4a667a0de3d5b205ac1a.png/w700d1q75cms.jpg)
天线的作用
天线是怎么实现导行波和空间波之间转换的呢?
看下图:
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/549/w375h174/20231210/0d91-289f92b0bf0f11925d708de8dda5038a.png/w700d1q75cms.jpg)
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)。
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/629/w375h254/20231210/35c9-88b5ea7690595a82ceb5cbb445b79923.png/w700d1q75cms.jpg)
当导线的长度增大到波长的1/4时,就能形成较为显著的辐射效果!
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/706/w392h314/20231210/e218-dae126849db1ca265cc5e2463e6d6aee.png/w700d1q75cms.jpg)
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……
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/779/w639h140/20231210/f2f3-giff348f088c5e7a68ccebba22bc2e54bdb.gif/w700d1q75cms.jpg)
电生磁,磁生电
再来个动图,大家感受一下这个优美的过程:
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/155/w640h315/20231210/4f8c-gif606d1c948c55f04649bf8e67eb203629.gif/w700d1q75cms.jpg)
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。
真实世界中的振子,是个什么样?
Duang!就是这样——
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/377/w208h169/20231210/a280-52c79aebb8cf3ef47b41531ec208a066.jpg/w700d1q75cms.jpg)
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:
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/123/w520h403/20231210/dcf2-80d3df936d35395a2385cd6b31ab4a6c.jpg/w700d1q75cms.jpg)
造型怪异的振子
大家可能会问:我们现实生活中看到的天线,不是这个鸟样啊?
原因很简单: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。。。
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/310/w605h505/20231210/667b-2208271d742ef67a8076c1f6aaf6d6bb.jpg/w700d1q75cms.jpg)
总而言之,成百上千。。。
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/600/w700h700/20231210/aa3d-a5523064ad045460db05b244c062c519.jpg/w700d1q75cms.jpg)
有时候,天线外面还会有天线罩,遮住了里面真正的振子。这会让你对天线实际形状产生误解。
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/693/w640h853/20231210/6eae-7def88205324acebf2364476836c9a20.png/w700d1q75cms.jpg)
天线的外型千奇百怪,根据相似度,可以大致归类为以下几种:
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/95/w407h488/20231210/787b-8b7d7d272bbbfac8b97d7478cc8ef569.jpg/w700d1q75cms.jpg)
鞭状天线
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/194/w497h497/20231210/8131-09b4b04875800a0a2c51688331aa1b23.jpg/w700d1q75cms.jpg)
抛物面天线
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/374/w497h677/20231210/4304-3b4624540b6de41f571f9532688c0a85.jpg/w700d1q75cms.jpg)
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”。
在本文开头所提到的,视频里的那个天线,是一根最常见的垂直极化胶杆天线,和鞭状天线类似,也是一根全向天线。
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/276/w1080h796/20231210/4a64-35f5f54da88164a3f5a69d7c6623cef1.png/w700d1q75cms.jpg)
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/762/w1080h482/20231210/6ab8-60a699fc24ed126b5a0cab5d8887c4e6.png/w700d1q75cms.jpg)
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/245/w972h873/20231210/a212-ea92da69091870df1f2d894d70b59bf1.png/w700d1q75cms.jpg)
那么,这种天线,它的信号是如何向外传播的呢?
看一下它的信号方向图,就明白了:
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/771/w573h198/20231210/8112-5829157a735c811d8e61c824a2c01af0.jpg/w700d1q75cms.jpg)
是的,它的信号是向“棍子”的垂直方向四周传播的。专业来说,是“轴向最小,法向最大”。(其实,前面的动图已经剧透了。)
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/227/w749h278/20231210/b83b-adce3902cc8485b38f11130ddebb1c14.jpg/w700d1q75cms.jpg)
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/21/w1041h580/20231210/04b6-ec89086c2f53b224ceb9e2664160acce.jpg/w700d1q75cms.jpg)
大家可以看到,信号传播方向是垂直于天线。也就是说,天线顶部指向的方向,信号反而最弱。
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/77/w586h291/20231210/7eb0-7afb08afe4522b9a70f208dadb2d12a4.png/w700d1q75cms.jpg)
所以,想要让这种天线最大化地发挥效果,那么,就应该像下面这种摆放方式:
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/724/w1080h444/20231210/5813-ceeb35c56638716138afe4cbb307e620.png/w700d1q75cms.jpg)
同理,大家家里的路由器,如果想要获得更好的效果,也建议天线竖着摆。
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/95/w1080h615/20231210/7285-030e74cd40265d76860523d86586dfa8.png/w700d1q75cms.jpg)
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/207/w651h356/20231210/62e1-e746f17c09faa9d1be6f5bd28d365829.png/w700d1q75cms.jpg)
天线横着摆,就会这样:
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/494/w914h1180/20231210/277c-82beb5f9757c93cfc36b2e0a8d83ca27.png/w700d1q75cms.jpg)
指向着摆,就更不对了,信号最差。
当然,如果你的路由器放得比较高,或者比较矮,适当调整天线角度,也是可以的。
![](http://k.sinaimg.cn/n/sinakd20231210s/179/w975h804/20231210/4600-805234e9bd1aabc1b41b262257e616ee.png/w700d1q75cms.jpg)
关于天线的摆放,还有一些常识需要注意:
1 网上传的,在天线上套一个易拉罐的方式,会增强信号。这是错误的,并不会产生更大的增益。
2 天线之间,不要靠得太近,否则会有相互之间的干扰。
3 路由器天线不是越多越好。不同的天线有不同的目的,例如2.4GHz或5GHz信号。手机支持的MIMO(多天线收发)是有限制的,一般是2X2或4X4,不是说你路由器有100根天线,一部手机就都能与之通信。现在很多路由器天线很多,其实可能只是为了增加带机数量。
好了,关于天线的摆放方式,大家都学废了嘛?
作者:小枣君
![](http://n.sinaimg.cn/finance/pc/cj/kandian/img/article_pic05.png)
4000520066 欢迎批评指正
All Rights Reserved 新浪公司 版权所有