天线是如何接收到电磁波的？ 第1页
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mai-wen-xue-67 网友的相关建议:
多谢邀请。
这个也许要用统一场论来解释了。早期的经典统一场论的问题的提出主要来自广义相对论中的黎曼几何，以及将电磁场理论纳入广义相对论框架中的尝试。这是由于一般的黎曼几何无法正确地描述电磁场的属性。
大家都知道， 俺没啥文化， 初中毕业。 俺只知道安培定律和楞次定律这些基础的东西。充其量也就会用 MoM 的天线仿真工具来算一下天线的阻抗和方向图。 也许您邀请俺是一个错误。俺的理解是不管天线长短， 只要它处于变化的电（磁）场里面， 就一腚会产生感生电动势。这是电磁感应定律也叫法拉第电磁感应定律，电磁感应现象是指因磁通量变化产生感应电动势的现象。幸好接受这个现实不需要懂得相对论， 尽管天线的教科书把天线视为相对论装置。
截至目前为止尚没有成功的统一场论出现，而统一场论也是今日物理学界研究的重点之一。统一场论这个名词首先由阿尔伯特·爱因斯坦提出，他也曾试图整合广义相对论以及电磁学成为一个单一场论。此外，万有理论也试图解释所有自然界中的常数成因，和统一场论相当的接近，但它们之间不同的是万有理论并不要求将自然界基础当作是场。所以正确地✔回答这个问题需要一个理论物理学家。
。。。。。。
An electrically small or electrically short antenna is an antenna much shorter than the wavelength of the signal it is intended to transmit or receive. Electrically short antennas are generally less efficient and more challenging to design than longer antennas such as quarter- and half-wave antennas, but are nonetheless common due to their compact size and low cost.
电小天线是指电气尺寸比波长小很多的天线。Schelkunoff 把实际最大尺寸等于或小于1/8波长的天线称为电小天线。那些实际尺寸相当大而电气尺寸很小的低频天线也属电小天线。对电小天线而言其特点是电阻分量為很小而电抗分量很大。当电抗分量远远大于电阻分量并且都严重偏离馈线特性阻抗时，会带来两个显著问题:一个是天线和馈线严重失配；另一个是天线储存的能量远远大于辐射的能量，这时天线相当于一个具有微量辐射能力的电容器。这两个问题带来的后果就是天线的实际增益特别低。
好吧， 不谈理论不求甚解，只玩NEC仿真的话， 不妨看看下面的天线模型。
一般的 5dB 加感天线的辐射方向图网上找不到，俺临时仿真了一个供您参考。
大家有兴趣的话， 就用 4NEC2 跑一跑吧。。
CM CE SY Segs_Main=9 '第一节的段数 SY Num_GPP=8 '地板的条数 SY Len_Main=0.026 '第一节的长度 SY Ang_GPPh=360/Num_GPP '地板的水平夹角 SY Ang_GPPv=10 '地板的垂直夹角 SY LGPP=0.026 '地板的长度 SY H=0 '天线高度 SY R=0.0001 '导体半径 SY Segs_Helix=300 '螺线节段 SY Len_Helix=0.016 '螺线高度 SY Len_Top=0.063 '顶部长度 SY Segs_Top=7 '顶部节段 SY Segs_GPP=20 '地板节段 GW 1 Segs_Main 0 0 H 0 0 H+Len_Main R GW 2 1 0 0 H+Len_Main .0018 0 H+Len_Main .0001 GW 3 1 .0018 0 H+Len_Main .001773 .000313 H+Len_Main+.000056 .0001 GW 4 1 .001773 .000313 H+Len_Main+.000056 .001691 .000616 H+Len_Main+.000111 .0001 GW 5 1 .001691 .000616 H+Len_Main+.000111 .001559 .0009 H+Len_Main+.000167 .0001 GW 6 1 .001559 .0009 H+Len_Main+.000167 .001379 .001157 H+Len_Main+.000222 .0001 GW 7 1 .001379 .001157 H+Len_Main+.000222 .001157 .001379 H+Len_Main+.000278 .0001 GW 8 1 .001157 .001379 H+Len_Main+.000278 .0009 .001559 H+Len_Main+.000333 .0001 GW 9 1 .0009 .001559 H+Len_Main+.000333 .000616 .001691 H+Len_Main+.000389 .0001 GW 10 1 .000616 .001691 H+Len_Main+.000389 .000313 .001773 H+Len_Main+.000444 .0001 GW 11 1 .000313 .001773 H+Len_Main+.000444 0 .0018 H+Len_Main+.0005 .0001 GW 12 1 0 .0018 H+Len_Main+.0005 -.000313 .001773 H+Len_Main+.000556 .0001 GW 13 1 -.000313 .001773 H+Len_Main+.000556 -.000616 .001691 H+Len_Main+.000611 .0001 GW 14 1 -.000616 .001691 H+Len_Main+.000611 -.0009 .001559 H+Len_Main+.000667 .0001 GW 15 1 -.0009 .001559 H+Len_Main+.000667 -.001157 .001379 H+Len_Main+.000722 .0001 GW 16 1 -.001157 .001379 H+Len_Main+.000722 -.001379 .001157 H+Len_Main+.000778 .0001 GW 17 1 -.001379 .001157 H+Len_Main+.000778 -.001559 .0009 H+Len_Main+.000833 .0001 GW 18 1 -.001559 .0009 H+Len_Main+.000833 -.001691 .000616 H+Len_Main+.000889 .0001 GW 19 1 -.001691 .000616 H+Len_Main+.000889 -.001773 .000313 H+Len_Main+.000944 .0001 GW 20 1 -.001773 .000313 H+Len_Main+.000944 -.0018 0 H+Len_Main+.001 .0001 GW 21 1 -.0018 0 H+Len_Main+.001 -.001773 -.000313 H+Len_Main+.001056 .0001 GW 22 1 -.001773 -.000313 H+Len_Main+.001056 -.001691 -.000616 H+Len_Main+.001111 .0001 GW 23 1 -.001691 -.000616 H+Len_Main+.001111 -.001559 -.0009 H+Len_Main+.001167 .0001 GW 24 1 -.001559 -.0009 H+Len_Main+.001167 -.001379 -.001157 H+Len_Main+.001222 .0001 GW 25 1 -.001379 -.001157 H+Len_Main+.001222 -.001157 -.001379 H+Len_Main+.001278 .0001 GW 26 1 -.001157 -.001379 H+Len_Main+.001278 -.0009 -.001559 H+Len_Main+.001333 .0001 GW 27 1 -.0009 -.001559 H+Len_Main+.001333 -.000616 -.001691 H+Len_Main+.001389 .0001 GW 28 1 -.000616 -.001691 H+Len_Main+.001389 -.000313 -.001773 H+Len_Main+.001444 .0001 GW 29 1 -.000313 -.001773 H+Len_Main+.001444 0 -.0018 H+Len_Main+.0015 .0001 GW 30 1 0 -.0018 H+Len_Main+.0015 .000313 -.001773 H+Len_Main+.001556 .0001 GW 31 1 .000313 -.001773 H+Len_Main+.001556 .000616 -.001691 H+Len_Main+.001611 .0001 GW 32 1 .000616 -.001691 H+Len_Main+.001611 .0009 -.001559 H+Len_Main+.001667 .0001 GW 33 1 .0009 -.001559 H+Len_Main+.001667 .001157 -.001379 H+Len_Main+.001722 .0001 GW 34 1 .001157 -.001379 H+Len_Main+.001722 .001379 -.001157 H+Len_Main+.001778 .0001 GW 35 1 .001379 -.001157 H+Len_Main+.001778 .001559 -.0009 H+Len_Main+.001833 .0001 GW 36 1 .001559 -.0009 H+Len_Main+.001833 .001691 -.000616 H+Len_Main+.001889 .0001 GW 37 1 .001691 -.000616 H+Len_Main+.001889 .001773 -.000313 H+Len_Main+.001944 .0001 GW 38 1 .001773 -.000313 H+Len_Main+.001944 .0018 0 H+Len_Main+.002 .0001 GW 39 1 .0018 0 H+Len_Main+.002 .001773 .000313 H+Len_Main+.002056 .0001 GW 40 1 .001773 .000313 H+Len_Main+.002056 .001691 .000616 H+Len_Main+.002111 .0001 GW 41 1 .001691 .000616 H+Len_Main+.002111 .001559 .0009 H+Len_Main+.002167 .0001 GW 42 1 .001559 .0009 H+Len_Main+.002167 .001379 .001157 H+Len_Main+.002222 .0001 GW 43 1 .001379 .001157 H+Len_Main+.002222 .001157 .001379 H+Len_Main+.002278 .0001 GW 44 1 .001157 .001379 H+Len_Main+.002278 .0009 .001559 H+Len_Main+.002333 .0001 GW 45 1 .0009 .001559 H+Len_Main+.002333 .000616 .001691 H+Len_Main+.002389 .0001 GW 46 1 .000616 .001691 H+Len_Main+.002389 .000313 .001773 H+Len_Main+.002444 .0001 GW 47 1 .000313 .001773 H+Len_Main+.002444 0 .0018 H+Len_Main+.0025 .0001 GW 48 1 0 .0018 H+Len_Main+.0025 -.000313 .001773 H+Len_Main+.002556 .0001 GW 49 1 -.000313 .001773 H+Len_Main+.002556 -.000616 .001691 H+Len_Main+.002611 .0001 GW 50 1 -.000616 .001691 H+Len_Main+.002611 -.0009 .001559 H+Len_Main+.002667 .0001 GW 51 1 -.0009 .001559 H+Len_Main+.002667 -.001157 .001379 H+Len_Main+.002722 .0001 GW 52 1 -.001157 .001379 H+Len_Main+.002722 -.001379 .001157 H+Len_Main+.002778 .0001 GW 53 1 -.001379 .001157 H+Len_Main+.002778 -.001559 .0009 H+Len_Main+.002833 .0001 GW 54 1 -.001559 .0009 H+Len_Main+.002833 -.001691 .000616 H+Len_Main+.002889 .0001 GW 55 1 -.001691 .000616 H+Len_Main+.002889 -.001773 .000313 H+Len_Main+.002944 .0001 GW 56 1 -.001773 .000313 H+Len_Main+.002944 -.0018 0 H+Len_Main+.003 .0001 GW 57 1 -.0018 0 H+Len_Main+.003 -.001773 -.000313 H+Len_Main+.003056 .0001 GW 58 1 -.001773 -.000313 H+Len_Main+.003056 -.001691 -.000616 H+Len_Main+.003111 .0001 GW 59 1 -.001691 -.000616 H+Len_Main+.003111 -.001559 -.0009 H+Len_Main+.003167 .0001 GW 60 1 -.001559 -.0009 H+Len_Main+.003167 -.001379 -.001157 H+Len_Main+.003222 .0001 GW 61 1 -.001379 -.001157 H+Len_Main+.003222 -.001157 -.001379 H+Len_Main+.003278 .0001 GW 62 1 -.001157 -.001379 H+Len_Main+.003278 -.0009 -.001559 H+Len_Main+.003333 .0001 GW 63 1 -.0009 -.001559 H+Len_Main+.003333 -.000616 -.001691 H+Len_Main+.003389 .0001 GW 64 1 -.000616 -.001691 H+Len_Main+.003389 -.000313 -.001773 H+Len_Main+.003444 .0001 GW 65 1 -.000313 -.001773 H+Len_Main+.003444 0 -.0018 H+Len_Main+.0035 .0001 GW 66 1 0 -.0018 H+Len_Main+.0035 .000313 -.001773 H+Len_Main+.003556 .0001 GW 67 1 .000313 -.001773 H+Len_Main+.003556 .000616 -.001691 H+Len_Main+.003611 .0001 GW 68 1 .000616 -.001691 H+Len_Main+.003611 .0009 -.001559 H+Len_Main+.003667 .0001 GW 69 1 .0009 -.001559 H+Len_Main+.003667 .001157 -.001379 H+Len_Main+.003722 .0001 GW 70 1 .001157 -.001379 H+Len_Main+.003722 .001379 -.001157 H+Len_Main+.003778 .0001 GW 71 1 .001379 -.001157 H+Len_Main+.003778 .001559 -.0009 H+Len_Main+.003833 .0001 GW 72 1 .001559 -.0009 H+Len_Main+.003833 .001691 -.000616 H+Len_Main+.003889 .0001 GW 73 1 .001691 -.000616 H+Len_Main+.003889 .001773 -.000313 H+Len_Main+.003944 .0001 GW 74 1 .001773 -.000313 H+Len_Main+.003944 .0018 0 H+Len_Main+.004 .0001 GW 75 1 .0018 0 H+Len_Main+.004 .001773 .000313 H+Len_Main+.004056 .0001 GW 76 1 .001773 .000313 H+Len_Main+.004056 .001691 .000616 H+Len_Main+.004111 .0001 GW 77 1 .001691 .000616 H+Len_Main+.004111 .001559 .0009 H+Len_Main+.004167 .0001 GW 78 1 .001559 .0009 H+Len_Main+.004167 .001379 .001157 H+Len_Main+.004222 .0001 GW 79 1 .001379 .001157 H+Len_Main+.004222 .001157 .001379 H+Len_Main+.004278 .0001 GW 80 1 .001157 .001379 H+Len_Main+.004278 .0009 .001559 H+Len_Main+.004333 .0001 GW 81 1 .0009 .001559 H+Len_Main+.004333 .000616 .001691 H+Len_Main+.004389 .0001 GW 82 1 .000616 .001691 H+Len_Main+.004389 .000313 .001773 H+Len_Main+.004444 .0001 GW 83 1 .000313 .001773 H+Len_Main+.004444 0 .0018 H+Len_Main+.0045 .0001 GW 84 1 0 .0018 H+Len_Main+.0045 -.000313 .001773 H+Len_Main+.004556 .0001 GW 85 1 -.000313 .001773 H+Len_Main+.004556 -.000616 .001691 H+Len_Main+.004611 .0001 GW 86 1 -.000616 .001691 H+Len_Main+.004611 -.0009 .001559 H+Len_Main+.004667 .0001 GW 87 1 -.0009 .001559 H+Len_Main+.004667 -.001157 .001379 H+Len_Main+.004722 .0001 GW 88 1 -.001157 .001379 H+Len_Main+.004722 -.001379 .001157 H+Len_Main+.004778 .0001 GW 89 1 -.001379 .001157 H+Len_Main+.004778 -.001559 .0009 H+Len_Main+.004833 .0001 GW 90 1 -.001559 .0009 H+Len_Main+.004833 -.001691 .000616 H+Len_Main+.004889 .0001 GW 91 1 -.001691 .000616 H+Len_Main+.004889 -.001773 .000313 H+Len_Main+.004944 .0001 GW 92 1 -.001773 .000313 H+Len_Main+.004944 -.0018 0 H+Len_Main+.005 .0001 GW 93 1 -.0018 0 H+Len_Main+.005 -.001773 -.000313 H+Len_Main+.005056 .0001 GW 94 1 -.001773 -.000313 H+Len_Main+.005056 -.001691 -.000616 H+Len_Main+.005111 .0001 GW 95 1 -.001691 -.000616 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其他的东西， 大家都懂的
天线等效长度
天线在其最大辐射方向所产生的场强，可以用一假想的等效直线天线来产生。在此等效天线的全部长度上电流假定是均匀的，并等于某天线的输入电流，此等效天线的长度就称为某天线的等效长度。接收天线等效长度的物理意义是：以此长度乘上最大接收方向的来波电场等于在天线输出端得到的感应电势。
半波天线的等效长度约为三分之一波长。
等效面积
等效面积（口径）是指接收天线的等效面积（口径）代表接收天线吸收外来电磁波能量的能力。其意义是：最大接收方向的来波功率流密度乘上等效面积等于在天线输出端得到的接收功率。
半波天线的等效面积（口径）为 0.1305 λ^2，此处λ为工作波长。
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