一、題記

人們的生活離不開手機(jī)，那手機(jī)是怎么通信的呢。在家手機(jī)可以連接路由器，在外手機(jī)可以連接基站，不可否認(rèn)的是我們的手機(jī)需要通信，手機(jī)天線通過無線電波與路由器或者基站的天線相連接，發(fā)送各種消息。見過很多天線，有室外的，有室內(nèi)的，有長的，有方的，還有圓的，天線的各種形狀不一，長短不一，那么天線的長短跟什么有關(guān)系呢？本文將討論天線、振子和波長的關(guān)系。（這三個名詞看不懂沒關(guān)系，往下看，超過四歲半你就能自主看懂~~~）

圖：天線種類

二、名詞解釋

波長

波長是指波在一個振動周期內(nèi)傳播的距離。也就是沿著波的傳播方向，相鄰兩個振動位相相差2π的點之間的距離。

圖：波形圖

長公式

天線的長短其實是根據(jù)波長來決定的，通過公式我們知道C=λ?f（C=光速（單位m/s），λ=波長（單位m），f=頻率（單位Hz））。由于光速固定為m/s，所以波長和頻率成反比。

天線

?通俗地來講，天線就是用來發(fā)射和接收信號的裝置。天線也是一種變換器，對于發(fā)射來說，他把電信號轉(zhuǎn)換成了電磁波，對于接收來說它把電磁波變成了電信號。

圖：天線接發(fā)示意圖

天線工作原理

初高中的時候?qū)W過當(dāng)導(dǎo)線上有交變電流動時，就會產(chǎn)生電磁波。當(dāng)兩個導(dǎo)線區(qū)域平行，產(chǎn)生的電場就在兩根導(dǎo)向之間，此時周圍的電磁波非常弱。但若將兩個導(dǎo)線以一定夾角張開時，電磁波就會在周圍空間中傳播，如下圖所示。

圖：天線原理推導(dǎo)

振子

天線振子是天線上的元器件，具有導(dǎo)向和放大電磁波的作用，使天線接收到的電磁信號更強(qiáng)。如下圖所示，產(chǎn)生電磁波的兩根導(dǎo)線我們稱之為“振子”。

圖：振子

天線振子是構(gòu)成天線的最基本單位。當(dāng)導(dǎo)線長度為信號波長的1/4時，輻射的強(qiáng)度最大，稱作基本振子。兩臂長度相等的振子叫作對稱振子。每臂長度為1/4波長、全長為1/2波長的振子稱作半波對稱振子，如下圖所示。半波對稱振子可以獨(dú)立使用，還可以采用多個半波對稱振子組成天線陣。

圖：振子示意圖

天線振子是用導(dǎo)電性較好的金屬制造的。振子有的是桿狀的形狀，也有的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，一般是很多個振子平行排列在天線上。

三、振子與波長的關(guān)系

根據(jù)上圖所示，單邊振子的長度如下圖所示。

通過公式就能得出單臂振子的長度，但是在實際計算過程中，我們還需要在乘上一個縮短系數(shù)（縮短系數(shù)：天線振子長度相對于理論計算值縮短的百分比），縮短率取值范圍一般為93%~97%，一般縮短系數(shù)取值為5%左右，振子越粗，縮短越多。通常的粗略估算方法是：若天線振子直徑10毫米，縮短4.5%；天線振子直徑15毫米，縮短5%；天線振子直徑20毫米，縮短5.5%。具體公式如下所示。

下面通過案例來了解一下，比如要制作一個頻率為144MHz的天線，通過以上公式計算如下：