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「收音机」漫画科普：天线的原理


「收音机」漫画科普：天线的原理
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小时候家里的收音机、电视机 ， 都带着可以灵活转动拉伸的杆子 ， 大家一定对这个可以转来转去的杆子记忆犹新 ， 或许也好奇的发现这个杆子的长度与方向和收音机、电视的接收效果有某种神秘的联系 。

这根杆子实际上是伸缩天线(也叫鞭状天线或者拉杆天线) ， 属于天线的一种 。 天线是一种比较常见的设备 ， 广泛应用于广播、电视、无线电通信、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等领域 。 所有通过电磁波传输信号的设备都得带着天线 。
我们的手机 ， 也是要有天线 ， 才能接打电话的 。 于是有小伙伴好奇 ， 为啥我的手机没有带着杆子呢?实际上最初的老式的手机 ， 大都顶着一根天线 。 后来随着技术的演进 ， 天线藏进手机里面了 。
我们经常在汽车尾巴上看到的“小棍” ， 就是汽车天线啦!
我们经常在楼顶或铁塔上看到下面这种样子的设备 ， 就是无线电通信中的天线 。
前面有的天线是一根杆子 ， 有的天线是一块板子 ， 其实还有下面形状的天线 。 【「收音机」漫画科普：天线的原理】
我们不禁疑问它们真的都是天线吗???
◆◆天线是什么◆◆
天线是能够有效的向空间某特定方向辐射电磁波或者能够有效的接收空间某特定方向来的的电磁波的装置 。
我们用人与人之间的沟通交流来类比 ， 天线就是我们的耳朵与嘴巴 ， 我们通过嘴巴把声音转换成声波发出去 ， 声波在空气中进行传播 ， 最后被我们的耳朵听到 。 在通信系统中 ， 天线就起到嘴巴和耳朵的作用 ， 不同的是天线既可以发送电磁波又可以接收电磁波 。
◆◆天线的原理◆◆
天线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 。 导行波是全部或绝大部分电磁能量被约束在有限横截面内沿确定方向传输的电磁波 。
我们用火车旅行进行类比 ， 乘客好比是电磁波 ， 传输线好比是火车 。
乘客上车后 ， 只能在车内活动 ， 乘客随着火车的前进的方向移动 ， 这就好比是导行波 ， 约束在有限横截面内沿确定方向传输 。
出站后 ， 乘客可以自由活动 ， 这就好比是电磁波在自由空间传播 。 这里火车门就类似于天线 。
火车门既可以用于乘客上车 ， 也可以用于乘客下车 。
类似的 ， 天线既可以用于将导行波转换为自由空间电磁波 ， 又可以将自由空间的电磁波转换为导行波 ， 这就是天线的互易性原理 。
天线是怎么将导行波转换成自由空间的电磁波呢?


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