为什么天线可以接收信号?

愿你虔诚


回答关键词:惠更斯对称原理,奥斯特定 律,矢量

此问题问的比较好,但不是特别全面,天线不仅可以发射信号,还可以接收信号,根据惠更斯对称原理,收和发的性能一模一样。大家平时关心的主要有两个指标,第一个是增益,第二个是覆盖范围,作为发时性能是什么样子,收也一样。增益和覆盖范围相辅相成,又有区别,一般会认为增益大,那么覆盖范围就大,这只能是对全向天线;对于定向天线,波束非常窄,覆盖范围越小,增益越高。也就是用同有异。

解决了天线收发性能问题,现在来分析天线为何可以收发信号,因为收发性能一致,我们就拿发射来分析。

天线,作为一种设备,本质上是一个能量转换器,把高频电流转换为电磁波,沿着空间传播出去。但是不是传输高频电流的导线就是天线呢?这就要分析天线辐射的机理。


图一

上图为双导线沿途的高频电流分布电压电流成正弦余弦,相位差90度,每隔半个周期电压电流反向。大家注意蓝色和红色剪头的指向。 我们大家都知道,奥斯特定律,通电导体周围会有磁场,那么这两根导线周围分别都会有磁场产生,为何没有辐射呢?其实辐射是存在的,只是因为两根导线的距离太近,又因为导线上电流反向,所以在周围产生的磁场方向也是相反的,会互相抵消。我们继续往下分析。



图二

图二为双导线向天线过度的中间状态,注意蓝色和红色剪头的方向。

从上图的过度阶段我们可以看出红蓝表示的剪头方向慢慢开始出现一定的夹角。如果把这两个箭头作为一个矢量,同时做一下矢量向分解,如下图:



图三

从图三发现,水平分量(橙色)的方向是相反的,产生的磁场会抵消,而垂直分量(绿色)是同向的,那么他们两个的磁场就会在空间中叠加,形成辐射。但辐射并不是最强。下期继续进行更深入的分析。


雷达RADIO


天线,由俄罗斯的发明家波波夫发明的,说白了就是一部信号转换器,它为发射机或接收机与传播无线电波的媒质之间提供所需要的耦合。其工作原理介绍如下:


一般的信号传播过程是发射端~天线~接收端。这三者之间进行着复杂的信号转换。

在发射端,发射机产生的经过调制的高频振荡电流经馈电设备输入发射天线,发射天线将高频电流或导波转变为自由电磁波向周围空间辐射;在接收端,无线电波通过接收天线转变成高频电流经馈电设备传送到接收机。


可以看出,天线不但是辐射和接收无线电波的装置,同时也是一个能量转换器。正因为这样,天线被用于各种场合来进行信号接收,在人类生活中扮演着不可或缺的角色。


用户7017584623


因为天线可以和空间中辐射的电磁波发生谐振。类似于物理学中的其它共振。

天线的长度和结构都是有理论要求的。天线发射信号时,输入天线的信号会在天线上形成振荡,当天线结构合适时,振荡的电流就会转化成向外传输的电磁波。电磁波在空间中传输到接收天线时,再和接收天线形成一个共振,空间电磁波转化成天线上的电流,然后进入前端电路。

天线能接收信号的本质原因在于天线能够激发天线上的电流和空间中的电流共振,进而将电磁波转化成电流,电流中就包含信号。


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