這兩天，網(wǎng)上圍繞一個(gè)B站技術(shù)科普視頻，產(chǎn)生了很大的爭(zhēng)議。

在視頻里，為了測(cè)試信號(hào)，某UP主把天線(xiàn)給掰直了。

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UP主可能認(rèn)為，將天線(xiàn)掰直之后，能夠讓天線(xiàn)產(chǎn)生指向性的信號(hào)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(wèn)：我們家里的Wi-Fi路由器，有多根天線(xiàn)。這些天線(xiàn)，又該如何指向，才能有更好的傳播效果？

今天，小棗君簡(jiǎn)單地給大家說(shuō)說(shuō)這個(gè)知識(shí)。

天線(xiàn)這個(gè)東西，大家其實(shí)都很熟悉。但凡是有無(wú)線(xiàn)技術(shù)的地方，基本上都有天線(xiàn)。它的目的，就是發(fā)送和接收無(wú)線(xiàn)電波。

更專(zhuān)業(yè)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，天線(xiàn)就是一個(gè)“轉(zhuǎn)換器”——把傳輸線(xiàn)上傳播的導(dǎo)行波，變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(xiàn)的作用

天線(xiàn)是怎么實(shí)現(xiàn)導(dǎo)行波和空間波之間轉(zhuǎn)換的呢？

看下圖：

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中學(xué)物理學(xué)過(guò)，兩根平行導(dǎo)線(xiàn)，有交變電流時(shí)，就會(huì)形成電磁波輻射。

兩根導(dǎo)線(xiàn)很近時(shí)，輻射很微弱（導(dǎo)線(xiàn)電流方向相反，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)幾乎抵消）。

兩根導(dǎo)線(xiàn)張開(kāi)，輻射就會(huì)增強(qiáng)（導(dǎo)線(xiàn)電流方向相同，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向相同）。

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當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度增大到波長(zhǎng)的1/4時(shí)，就能形成較為的輻射效果！

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有了電場(chǎng)，就有了磁場(chǎng)，有了磁場(chǎng)，就有了電場(chǎng)，如此循環(huán)，就有了電磁場(chǎng)和電磁波。。。

電生磁，磁生電 再來(lái)個(gè)動(dòng)圖，大家感受一下這個(gè)優(yōu)美的過(guò)程：



導(dǎo)線(xiàn)電流方向的變化，產(chǎn)生了變化的電場(chǎng) 產(chǎn)生電場(chǎng)的這兩根直導(dǎo)線(xiàn)，就叫做振子。

真實(shí)世界中的振子，是個(gè)什么樣？

Duang！就是這樣——

就是這么個(gè)金屬片。。。半波對(duì)稱(chēng)振子（非折合）

好吧，其實(shí)上面這個(gè)只是振子的一個(gè)傳統(tǒng)形態(tài)，它還有N種變（身）態(tài)：

大家可能會(huì)問(wèn)：我們現(xiàn)實(shí)生活中看到的天線(xiàn)，不是這個(gè)鳥(niǎo)樣啊？

原因很簡(jiǎn)單：確切地說(shuō)，振子不是一個(gè)完整的天線(xiàn)。振子是天線(xiàn)的核心部件，形態(tài)會(huì)隨天線(xiàn)的形態(tài)變化而變化。

而天線(xiàn)的形態(tài)，實(shí)在是太TM多了。。。多了。。。了。。。

總而言之，成百上千。。。

有時(shí)候，天線(xiàn)外面還會(huì)有天線(xiàn)罩，遮住了里面真正的振子。這會(huì)讓你對(duì)天線(xiàn)實(shí)際形狀產(chǎn)生誤解。

天線(xiàn)的外型千奇百怪，根據(jù)相似度，可以大致歸類(lèi)為以下幾種：

鞭狀天線(xiàn)

拋物面天線(xiàn)

八木天線(xiàn)

PS：八木天線(xiàn)并不是八根木頭，雖然我數(shù)學(xué)不好，但是八我還是數(shù)得來(lái)的。之所以叫八木，是因?yàn)樗嵌兰o(jì)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(xiàn)”，簡(jiǎn)稱(chēng)“八木天線(xiàn)”。

在本文開(kāi)頭所提到的，視頻里的那個(gè)天線(xiàn)，是一根最常見(jiàn)的垂直極化膠桿天線(xiàn)，和鞭狀天線(xiàn)類(lèi)似，也是一根全向天線(xiàn)。

那么，這種天線(xiàn)，它的信號(hào)是如何向外傳播的呢？

看一下它的信號(hào)方向圖，就明白了：

是的，它的信號(hào)是向“棍子”的垂直方向四周傳播的。專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō)，是“軸向最小，法向最大”。（其實(shí)，前面的動(dòng)圖已經(jīng)劇透了。）

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大家可以看到，信號(hào)傳播方向是垂直于天線(xiàn)。也就是說(shuō)，天線(xiàn)頂部指向的方向，信號(hào)反而最弱。

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所以，想要讓這種天線(xiàn)最大化地發(fā)揮效果，那么，就應(yīng)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(xiàn)豎著擺。

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天線(xiàn)橫著擺，就會(huì)這樣：

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指向著擺，就更不對(duì)了，信號(hào)最差。

當(dāng)然，如果你的路由器放得比較高，或者比較矮，適當(dāng)調(diào)整天線(xiàn)角度，也是可以的。

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關(guān)于天線(xiàn)的擺放，還有一些常識(shí)需要注意：

1 網(wǎng)上傳的，在天線(xiàn)上套一個(gè)易拉罐的方式，會(huì)增強(qiáng)信號(hào)。這是錯(cuò)誤的，并不會(huì)產(chǎn)生更大的增益。

2 天線(xiàn)之間，不要靠得太近，否則會(huì)有相互之間的干擾。

3 路由器天線(xiàn)不是越多越好。不同的天線(xiàn)有不同的目的，例如2.4GHz或5GHz信號(hào)。手機(jī)支持的MIMO（多天線(xiàn)收發(fā)）是有限制的，一般是2X2或4X4，不是說(shuō)你路由器有100根天線(xiàn)，一部手機(jī)就都能與之通信。現(xiàn)在很多路由器天線(xiàn)很多，其實(shí)可能只是為了增加帶機(jī)數(shù)量。






審核編輯：劉清