天線只是一根導(dǎo)線嗎？

小時(shí)候，屋前屋后豎著的一根六七米長(zhǎng)的竹竿，竹竿頂部那個(gè)鋁制的天線嗎？那時(shí)候的電視機(jī)還是黑白的，接受信號(hào)全靠這個(gè)天線，沒(méi)有信號(hào)就去轉(zhuǎn)動(dòng)一下竹竿，這就是我們小時(shí)候最初接觸到的天線了。那么，有些朋友可能想過(guò)，能否使用普通導(dǎo)線代替這些天線呢？

下面我們就一起來(lái)探討一下，天線與導(dǎo)線的異同。首先，我們來(lái)探討一下它們的共同點(diǎn)：
（1）天線都是由金屬材料制造而成，因?yàn)樵谔炀€中會(huì)有電流經(jīng)過(guò)；
（2）天線與導(dǎo)體中通過(guò)交變電流會(huì)在其周圍產(chǎn)生交變的電磁場(chǎng)；
（3）天線與導(dǎo)體通電時(shí)其絕對(duì)溫度都會(huì)上升；
這樣看來(lái)天線與導(dǎo)線的物理性質(zhì)有很多相似點(diǎn)。但是，之所以天線成為天線，原因在于它承載著一項(xiàng)重要功能：其中的導(dǎo)行波與空間中的自由波的高效換能器，如下圖：

要明白上面那句話，我們就需要明白天線工作的原理。我們這里討論經(jīng)典的偶極子天線。
所謂導(dǎo)行波，即在波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中以平面形式傳導(dǎo)的電磁波?？臻g中的自由波即從天線輻射出去的電磁波。當(dāng)偶極子的兩極間距達(dá)到或者遠(yuǎn)超過(guò)電磁波波長(zhǎng)的量級(jí)時(shí)，電磁波能量便大部分以輻射形式釋放。為了高效地將能量輻射出去，我們需要對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行精確地設(shè)計(jì)制造，包括但不限于形狀，導(dǎo)體長(zhǎng)度，阻抗控制。
那么天線與導(dǎo)線的具體區(qū)別就有以下幾點(diǎn)：
（1）天線的兩極稱為“振子”，通常半臂長(zhǎng)度為波長(zhǎng)的四分之一時(shí)效果最好，所以天線的長(zhǎng)度是有要求的；
（2）為了控制帶寬，天線所使用的金屬棒的粗細(xì)有要求，一般來(lái)講：所用的管線越粗，帶寬越寬。
（3）阻抗，在我國(guó)民用無(wú)線電系統(tǒng)中使用50歐姆系統(tǒng)，所以天線的阻抗也需要控制在50歐姆。
經(jīng)過(guò)幾個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，天線家族已經(jīng)是一個(gè)龐大的家族了。大致可以分為：端射天線、環(huán)形天線、偶極子天線、口徑天線。
其中端射天線又包括：介質(zhì)桿天線，八木天線（圖2），對(duì)數(shù)周期天線等。
偶極子天線又包括：菱形天線，雙錐形天線等。
口徑天線包括：透鏡天線，反射鏡天線等。
這些天線各有不同的特點(diǎn)，分別體現(xiàn)在極化方向、增益、分辨率、體積等方面。

審核編輯黃宇