學(xué)個(gè)Antenna是以天線仿真和調(diào)試為主，理論原理為輔的干貨天線技術(shù)專(zhuān)欄，包括天線入門(mén)知識(shí)以及各類(lèi)天線的原理簡(jiǎn)介、仿真軟件建模、設(shè)計(jì)、調(diào)試過(guò)程及思路。如有想看到的內(nèi)容或技術(shù)問(wèn)題，可以在文尾寫(xiě)下留言。

天線是在無(wú)線電設(shè)備中用來(lái)發(fā)射或接收電磁波的部件，它可以把傳輸線上的導(dǎo)行波，轉(zhuǎn)換成在自由空間中傳播的電磁波，或者進(jìn)行相反的變換。

天線和通信歷史表

天線在通信領(lǐng)域的應(yīng)用最為廣泛，但在地球存在的45億年中，現(xiàn)代人類(lèi)只存在了20萬(wàn)年，而包括無(wú)線通信在內(nèi)的電子通信僅僅才發(fā)展了200年。

在這個(gè)歷史進(jìn)程中，有三位不得不提的先驅(qū)者：麥克斯韋，赫茲和馬可尼。

從左到右依次為：麥克斯韋，赫茲，馬可尼

電磁波的數(shù)學(xué)和物理基礎(chǔ)是由詹姆斯·克拉克·麥克斯韋在1864年提出的，現(xiàn)在稱(chēng)為麥克斯韋方程組，就是下面這個(gè)東西：

可以看出，如果變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)再產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，電場(chǎng)、磁場(chǎng)都將以波動(dòng)的形式在空間中傳播，這就是電磁波。麥克斯韋正是從公式中預(yù)言了電磁波的存在。可惜麥克斯韋英年早逝，1879年，48歲時(shí)的他死于胃癌。

赫茲驗(yàn)證電磁波存在的實(shí)驗(yàn)是在1887～1888年間完成的。他根據(jù)麥克斯韋理論電擾動(dòng)能輻射電磁波和電容器經(jīng)由電火花隙會(huì)產(chǎn)生振蕩原理，設(shè)計(jì)了一套電磁波發(fā)生器。

第一個(gè)完整的無(wú)線電系統(tǒng)，由赫茲于1886年建造和測(cè)試。它包括偶極子天線和環(huán)形接收天線

為了探測(cè)電磁波的存在，他將一根銅絲彎成環(huán)狀，其兩端各連一個(gè)金屬小球，然后將裝置靠近電磁波發(fā)射器擺放。經(jīng)過(guò)反復(fù)地調(diào)整環(huán)的位置以及小球的間距，終于在兩個(gè)小球間閃出電火花。1894年，赫茲因?yàn)閿⊙Y在波恩去世，享年37歲，又是天妒英才！

跨大西洋無(wú)線電連接中，馬可尼在500 kHz頻率下首次使用的扇形單極發(fā)射天線

赫茲去世的同年，馬可尼剛滿(mǎn)20歲。有一天，他偶然讀到了電氣雜志上赫茲的實(shí)驗(yàn)介紹和論文。“電磁波可以用于通信”，這個(gè)想法如同發(fā)現(xiàn)新大陸般讓他激動(dòng)不已。于是，他馬上回到家中進(jìn)行相關(guān)實(shí)踐操作。短短兩年時(shí)間，馬可尼如愿在1896年6月2日申請(qǐng)到了自己的無(wú)線電專(zhuān)利，當(dāng)時(shí)名為“發(fā)射電脈沖和信號(hào)及其設(shè)備的改進(jìn)”。前文三大先驅(qū)者合圖中最右邊那張就是馬可尼與自己的發(fā)明合影。

1897年，馬可尼在倫敦成立了自己的無(wú)線電報(bào)公司，很快，無(wú)線電報(bào)被應(yīng)用于遠(yuǎn)洋航海業(yè)。1909年，馬可尼榮獲了諾貝爾物理學(xué)，此后的馬可尼又陸續(xù)在短波通信、遠(yuǎn)距離定向通信、微波無(wú)線通信及雷達(dá)領(lǐng)域取得了不少的成就，因此后人給馬可尼冠以“無(wú)線電通信之父”這個(gè)稱(chēng)謂。

漫漫歷史長(zhǎng)河之中，一代又一代科學(xué)家辛勤地耕耘，嘔心瀝血地推動(dòng)著人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步。現(xiàn)如今，老百姓日常工作生活離不開(kāi)基站，終端電子產(chǎn)品；科學(xué)家實(shí)施探月工程，宇宙觀測(cè)探索，也都離不開(kāi)天線君的默默奉獻(xiàn)。

當(dāng)莘莘學(xué)子在課堂觀看具象的電磁波動(dòng)圖時(shí)，能否想到赫茲為了驗(yàn)證它的存在而做出的卓絕而又富有創(chuàng)新性的工作？當(dāng)我們用著各種仿真軟件建模、掃參時(shí)，能否體會(huì)到眾多理論學(xué)家為了在當(dāng)時(shí)那個(gè)計(jì)算機(jī)并不發(fā)達(dá)的年代設(shè)計(jì)出各種性能良好的天線，通過(guò)雙手構(gòu)建起了天線原理的基石和大廈？

以上便是要給大家分享的內(nèi)容，希望對(duì)大家有所幫助~~

大家持續(xù)關(guān)注“微波射頻網(wǎng)”，后續(xù)精彩不斷~

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