为何二分之一波长双极天线的电压与电流波形相位相差90度。 [复制链接]

当初看到双极天线电流与电压分布图时，奇怪其电流与电压分布不同，有个90度的相位差，见图，我有疑问，别人也没讲什么道理出来。琢磨了一阵，我自已有个了理解，但先想听大家讲讲是如何理解的，以免干扰大家的看法。

不管我的理解是对是错，我一定会在几个小时讲出我的理解，请大家指正。

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快点讲，不要摆谱

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不是摆谱，是想听大家怎理解这个基本问题的，再说，我的理解不一定正确，仅抛砖引玉，大家讨论，高手出来讲解，一起学习。

我的理解在图中，大家先看看，再提意见，欢迎否决并提出自已的看法。

这都是基本电磁理论，谁能否决？笑话！还是多多学习学习大学课本吧！

双极天线不仅等效电容还等效电感，这样才能产生有效的电磁波辐射……所以，我感觉楼主的理解还是片面的。把天线看成传输线才是正道，教科书不见的都对。我是深有体会的！我也是纯业余，探讨中……

楼主的那张天线电容原理图也把我蒙了十几年……

好久没见周老师在天线版出现了，欢迎周老师作进一步的讲解。

还是多多学习学习课本吧！

老师给我们几个ham上基础课讲的最多就是；偶极天线永远记住一条，老头找老婆，老婆找老头！
-----bd4ju/刘老师

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楼主的那张天线电容原理图也把我蒙了十几年……

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现在的看法？

天线是传输线的延伸，传输线也是可以等效为电感电容电阻三者的结合体，但在这个结合体中，电流与电压的比值是恒定的----馈线的特性阻抗处处一样。为何出来传输线到了天线，电流与电压相位就相差90度了呢？我的理解肯定是片面的，因为也可以把天线看用一个圈间距很大、内圈很小的电感不是？电感的电流与电压也是相差90度的。

[quote=浦东星]还是多多学习学习课本吧！[/quote]


你的看法能否讲一讲？

业余爱好者大都不是电子专业的吧，没有教师和同学，很难自学，大学专业课本翻过，公式和微积分太多了，难啃，根本就不是为业余爱好者写的，也买过不少其它书如arrl天线手册等看。

大家是来交流讨论的，不是来了又被叫回去看书，不然要网络干啥？网络和实体书都需要。

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现在的正确看法？

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张开的电容可以肯定是错误的解释，很多教科书还遗留着这种传统的说教，我感觉还是用传输线的观点看待天线才好，也很容易理解。

电路中的高频交流电信号并不是电磁波，即使把电路元件例如电感或电容有意朝有利于空间开放式物理结构方向去考虑而制造，它们在电路附近空间的确能产生貌似电波的交变电磁场，但仅仅是貌似而不是电磁波，其强度随距离迅速衰减无法向外传播。所以张开的电容只能使交变电场或磁场变成开放式分布，作用范围最大化，但与电磁波却是两码事。我感觉这是过去传统教科书用开放式电容示意图解释天线最不靠谱的地方。

而传输线理论的通俗理解就是电路回路的两根导线中的高频信号会遇到三种效应：一是高频电流因为导线的电阻产生的发热能耗，也就是所谓的热效应；二是高频电流通过导线的时候会产生磁场，就具有电感效应；三是导线之间要有电压，这显然就是电容效应。热效应造成无用能耗，而电感和电容在一起就能形成电磁振荡的条件，简单的把天线看成开放式电容或简单的看成开放式电感都不对，天线就是开放式的传输线才是最靠得住的说法。

而为什么天线能把高频电流变成电磁波很多教科书有繁杂的数学分析但对爱好者渴求的能够看得懂的比较接近本来面目的解释几乎没有。我个人的理解很简单，要形成电磁波辐射只要形成电磁纠缠态即可。传统的有关电磁波的科普提法：变化电场产生变化磁场，变化磁场又产生变化电场，向四周扩散，形成电磁波辐射。我的认识是：一个交变磁场与一个交变电场变成一对严格的电磁纠缠，才能发生能量形式的本质变换，由电能量的形式过渡到一个电磁量子而在空间独立存在并往四周传播扩散。

进一步解释是：天线上必需同时存在一对交变的磁场（电流）和电场（电压）才能形成电磁纠缠量子，也就是一个周期的电磁波。 您说的电流和电压相位不同的情况是哪儿的资料？我倒感觉天线上各点电压和电流是同相的，也只有同相才能形成电磁辐射。

楼上，谢谢解释，我先琢磨下。

正在把量子化的“纠缠子”与光子进行类比理解，不过“纠缠子”波的特性强一些。

另外，电容变天线那张图用于初步解释应还是可以的，至少对于业余人可以，当然对于您来说就不是那么正确了，专业了就不那么浅陋地看待天线了。截图来自于海军电子教材模块10：波的传播、传输线和天线，图比较多，解释比较多，公式少，适合大兵和我们这些业余爱好者看看。这里可下全本：www.hnsa.org/doc/neets/mod10.pdf。

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楼上，谢谢解释，我先琢磨下。
另外，电容变天线那张图用于初步解释应还是可以的，至少对于业余人可以，当然对于您来说就不是那么正确了，专业了就不那么浅陋地看待天线了。截图来自于海军电子教材模块10：波的传播、传输线和天线，图比较多，解释比较多，公式少，适合大兵和我们这些业余爱好者看看。这里可下全本：www.hnsa.org/doc/neets/mod10.pdf。

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这类书本只是普及教材。

我敢说，net2000提供的那本书只适合美国大兵和他们那些无线电爱好者看。
另外，我也不赞同天线的开放电容说，还必须要考虑振子自身对于高频电流的电感，要不然就不存在谐振一说了，找两块金属板尽量拉开距离就完事了。
还请ba5rw具体分析一下dp和磁环两种不同形式天线的等效谐振回路是怎样的？

应该可以根据电报方程推导出来的。就是需要把偶极子看成传输线。只当电容展开是片面的，没有考虑电感。照电容的理论，所有长度的偶极子天线都应该是中点电流最大电压最小，但实际不是这样的。可以看

http://doc.baidu.com/view/9b8c5a28915f804d2b16c14b.html 55页

http://doc.baidu.com/album/view/bb50b94bcf84b9d528ea7a4d

是的,天线在谐振时,电抗为0,如果是容性的或感性的就不谐振了,lc回路谐振时,对外是电抗为0,电压和电流没有相位差,但在内部,电压和电流还是有90度的相位差的

我觉得电流电压应该是同相的。1楼画的是幅度分布。

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是的,天线在谐振时,电抗为0,如果是容性的或感性的就不谐振了,lc回路谐振时,对外是电抗为0,电压和电流没有相位差,但在内部,电压和电流还是有90度的相位差的

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从另一个方面讲，那双极天线是不是可以等效为下图？一个并联的lc电路？（看起来象串联lc电路，实际上，注意其电容极板，一边一个。）

lc并联谐振时，对外呈现的阻抗很大，就象在端馈1/2波长天线时，馈点阻抗很高，理论上无限大，实测也有几千欧。因为这时相当于馈线接在lc并联谐振的两端。对于1/2波长双极天线，我们把馈线接在天线的中间，也就相当于接在电感中部一截，相当于自耦并压器，因而天线呈现出来的阻抗就低。

如果天线是一个lc并联谐振电路，那电流和电压分布就是顶楼那样的了-----电流在中间最大（电感的中心），电压在两端最高（电容的极板），是不是也可以这样理解？

[quote=child@by1qh]我觉得电流电压应该是同相的。1楼画的是幅度分布。[/quote]



幅度分布，天线的电流和电压为何不同？电压最大时，电流最小，电压最小时电流最大，也算是相差90度吧。

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我敢说，net2000提供的那本书只适合美国大兵和他们那些无线电爱好者看。
另外，我也不赞同天线的开放电容说，还必须要考虑振子自身对于高频电流的电感，要不然就不存在谐振一说了，找两块金属板尽量拉开距离就完事了。
还请ba5rw具体分析一下dp和磁环两种不同形式天线的等效谐振回路是怎样的？

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dp不就是偶极天线，一对定长振子的固有传输电容等于固有传输电感。
磁环天线的有形电感也必需串接一个电容才能谐振于工作频率，等效谐振回路没有什么可疑惑的，倒是磁环天线与电容如何有效传输电磁波并不是拍拍脑袋就能理解的，否则振荡电路都不需要天线了……