天線該如何指向，才能有更好的傳播效果呢？

這兩天，網(wǎng)上圍繞一個B站技術(shù)科普視頻，產(chǎn)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(chǎn)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？

另外，很多人也經(jīng)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？

今天，小棗君簡單地給大家說說這個知識。

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

更專業(yè)點來說，天線就是一個“轉(zhuǎn)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。



天線的作用

天線是怎么實現(xiàn)導行波和空間波之間轉(zhuǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(huán)，就有了電磁場和電磁波。。。

電生磁，磁生電 再來個動圖，大家感受一下這個優(yōu)美的過程：



導線電流方向的變化，產(chǎn)生了變化的電場 產(chǎn)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——

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(tǒng)形態(tài)，它還有N種變（身）態(tài)：

大家可能會問：我們現(xiàn)實生活中看到的天線，不是這個鳥樣?。?

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(tài)會隨天線的形態(tài)變化而變化。

而天線的形態(tài)，實在是太TM多了。。。多了。。。了。。。

總而言之，成百上千。。。

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(chǎn)生誤解。

天線的外型千奇百怪，根據(jù)相似度，可以大致歸類為以下幾種：

鞭狀天線

拋物面天線

八木天線

PS：八木天線并不是八根木頭，雖然我數(shù)學不好，但是八我還是數(shù)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(fā)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。

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：

是的，它的信號是向“棍子”的垂直方向四周傳播的。專業(yè)來說，是“軸向最小，法向最大”。（其實，前面的動圖已經(jīng)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(fā)揮效果，那么，就應該像下面這種擺放方式：

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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(diào)整天線角度，也是可以的。

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關(guān)于天線的擺放，還有一些常識需要注意：

1 網(wǎng)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(chǎn)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(fā)）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?，F(xiàn)在很多路由器天線很多，其實可能只是為了增加帶機數(shù)量。






審核編輯：劉清