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一、题记

人们的生活离不开手机，那手机是怎么通信的呢。在家手机可以连接路由器，在外手机可以连接基站，不可否认的是我们的手机需要通信，手机天线通过无线电波与路由器或者基站的天线相连接，发送各种消息。见过很多天线，有室外的，有室内的，有长的，有方的，还有圆的，天线的各种形状不一，长短不一，那么天线的长短跟什么有关系呢？本文将讨论天线、振子和波长的关系。（这三个名词看不懂没关系，往下看，超过四岁半你就能自主看懂~~~）

图：天线种类

二、名词解释

波长

波长是指波在一个振动周期内传播的距离。也就是沿着波的传播方向，相邻两个振动位相相差2π的点之间的距离。

图：波形图

长公式

天线的长短其实是根据波长来决定的，通过公式我们知道C=λ•f（C=光速（单位m/s），λ=波长（单位m），f=频率（单位Hz））。由于光速固定为m/s，所以波长和频率成反比。

天线

​通俗地来讲，天线就是用来发射和接收信号的装置。天线也是一种变换器，对于发射来说，他把电信号转换成了电磁波，对于接收来说它把电磁波变成了电信号。

图：天线接发示意图

天线工作原理

初高中的时候学过当导线上有交变电流动时，就会产生电磁波。当两个导线区域平行，产生的电场就在两根导向之间，此时周围的电磁波非常弱。但若将两个导线以一定夹角张开时，电磁波就会在周围空间中传播，如下图所示。

图：天线原理推导

振子

天线振子是天线上的元器件，具有导向和放大电磁波的作用，使天线接收到的电磁信号更强。如下图所示，产生电磁波的两根导线我们称之为“振子”。

图：振子

天线振子是构成天线的最基本单位。当导线长度为信号波长的1/4时，辐射的强度最大，称作基本振子。两臂长度相等的振子叫作对称振子。每臂长度为1/4波长、全长为1/2波长的振子称作半波对称振子，如下图所示。半波对称振子可以独立使用，还可以采用多个半波对称振子组成天线阵。

图：振子示意图

天线振子是用导电性较好的金属制造的。振子有的是杆状的形状，也有的结构较复杂，一般是很多个振子平行排列在天线上。

三、振子与波长的关系

根据上图所示，单边振子的长度如下图所示。

通过公式就能得出单臂振子的长度，但是在实际计算过程中，我们还需要在乘上一个缩短系数（缩短系数：天线振子长度相对于理论计算值缩短的百分比），缩短率取值范围一般为93%~97%，一般缩短系数取值为5%左右，振子越粗，缩短越多。通常的粗略估算方法是：若天线振子直径10毫米，缩短4.5%；天线振子直径15毫米，缩短5%；天线振子直径20毫米，缩短5.5%。具体公式如下所示。

下面通过案例来了解一下，比如要制作一个频率为144MHz的天线，通过以上公式计算如下：

以上结果为理论计算结果，实际中制作时，我们需要通过驻波表来监测驻波，驻波比要小于1.5才能达到要求。