有趣的天线发明史,天线如何发展到今天的程度?

2018-08-21 15:44:54 来源:微波射频网
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大家一定都很熟悉天线的英文名称一般叫做 Antenna;其实,它的另一个名称叫 Aerials。所谓 Aerials 就是一条用来发射或接收无线电讯号的长导线。从这个名称可以看出来,实验家们在还没有把天线发扬光大之前,天线原来是什么样子。

 

下面试着以「以古鉴今」的方式来了解天线,最主要的是希望从中可以看到天线的有趣实验与动脑筋的精神,最后要简略地介绍天线的发展历史……

 

一、有趣的天线发明史

「威尔」发现了导线的妙处

我们一路回到最早期的无线电时代。在电力未发明以前,所有的机器都以煤油供应,例如以煤油为动力的冰箱就是很好的证明。

 

早期有位实验家,名叫「威尔」 (Whitfield Whire),他发明的无线电发射机可以发出很大的火花,但讯号却无法发射出去。实际上他发明的发射机是以火花放电原理产生的无线电。但是让他最吶闷的是,试用了无数的方法,就是无法接收到这发射机所发射的讯号。后来是收到了,但讯号很弱。

 

为了更进一步验证电波是否可以穿过桌面,他把发射机摆在桌子底下,为了取得讯号,接收机被吊在桌子上方的天花板上,令他感到意外的是,吊着接收机的这一条导线,竟然使接收机的效率好了许多,因此,他就把吊着的导线留在那里,从此,他就称他的接收机为「无线电接收机」 (WIRELESS SET),他并且把这一份结果整理成一份报告,发表在美国的 QST 杂志上 (世界上最早的一份业余无线电杂志 )。

 

「古浪」发现接地的好处

 

在这好几年之后,有一位名叫「古浪」 (Garfield Grownd) 的实验家发现到,供电给桌子上的台灯有两条导线,但是接收机的天线只有一条,为什么只有一条天线可以表现得那么好,因此他就针对这个问题继绩探讨下去。

 

这个问题自然对他困扰不已,但是事情就是如此之巧,在后来他买了一部车子后,他发现车灯也是使用一条导线而已,当然还有另一条线是接车子的外壳。这就使他想到一个问题:若同样把发射机的其中一条导线接到一个共同的接点,是不是会比较好?所以他就用了一条金属管打入地底下,并且拉出一条线接到发射机上头,这竟然使讯号增强了许多,同样地,他也把这重要的发现发表在 QST 杂志上。他在该文中建议,每一座业余无线电台,都需要有「接地」 (GROWND)。

 

「戴柏」发明双偶极天线

天线的下一个主要突破是由「戴柏」 (Diogenes Dipole) 发明的。

 

有一天,当迪普 (戴柏的昵称 ) 走过一个游乐场时,发现当地的狮子会员正在玩跷跷板,他发现这些狮子会员都很快地能保持平衡,想必其中有人运力,使跷跷板在极短的时间内保持平衡。

 

迪普回到家后,马上拿了一条导线接上机器外壳,另一条导线则接到发射机输出,这就成为一组新的天线。其实,此天线也就是后来大家所熟知的「双偶极」 (DIPOLE) 天线,这是为了记念戴柏,而以他的名字来命名。

 

「郝柏思」发明天线的虚接地

在 QST 杂志上读过 Whire Grownded Balanced-Lion-fed Dipole 天线专论之后,一位名叫「郝柏思」 (Count Herpoise) 的欧洲贵族,发现他的台灯不只两条线,而是三条线,因为这国家的电力系统采用 330V,这虽很自然,但是他想到,为什么北美地区使用220V 供电,也要有三条线。这也就促成他发明了「虚接地线」,这理论常时很少人知道,甚至有人对这理论不以为然。不过,今日对天线有兴趣者,必定知道,虚性接地是必须的,而这些「虚接地」通常也称做 COUNTERPOISE,用发明者的名字以资纪念。

 

「崔伯」首创较短的双偶极天线

也在 QST 上读过 Whire Grownded Balanced-Lion-fed Dipole 天线专论的「崔伯」(Von Trap),由于他家空间不够大,无法架设双偶极天线,所以他沿着天线,每隔几英呎左右就绕几个圈,好把过长的部份缠绕起来,并且在缠绕的电感上并联电容,这就是「崔伯双偶极天线」 (TRAP DlPOLE) 的诞生。

 
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