在某些情況下，您可以：如果您有一個大的定向天線，它可能看起來很遠，就像無線電波的光束產生“手電筒”​​。如果波長不是很多，比與之交互的所有物理對像小得多，它就會很快崩潰。

我們甚至使用特定的術語：如果波長比它們遇到的所有物體都小，並且有幾個簡單的“宏觀”公式可以描述它們的行為，那麼我們就是說“光（射線）傳播”。在處理RF時，我們不這樣做； RF的行為不像光，因此類比的用處不存在。因此，不，我們不能“在數學上簡單得多”，因為您所知的更簡單的光傳播模型根本行不通¹。

在大多數情況下，您無法將天線與光源進行比較。

首先，與燈光光源的類比無法完全發揮作用：您的手電筒與來自電池的DC一起工作。您發出的電波的頻率超過10 1 Hz。在天線中，產生波的方法取決於進入已經具有要發射頻率的天線的電流，而天線僅充當波導體和自由空間之間的阻抗匹配組件。

然後，從天線發射的波具有某種波前，這意味著相干！您的LED或燈泡根本沒有。

因此，火炬發出的光束與天線發出的光束在物理上完全不同。

是的，天線和光源是等效的結構。但是光源的數學並不像您想像的那麼簡單。

到目前為止，大多數答案認為它們不同的原因僅僅是規模問題。雖然我們通常稱1mm或以上（300GHz）的“ RF”波長和1μm或以下（300THz）的“光”波長，但兩者之間有一些讓步（是“低紅外光”還是“微波”） ？），則控制其行為的方程式完全相同：麥克斯韋。

問題在於規模如此之大的差異對它們與世界的相互作用產生了影響。雖然您可以讓離散的組件相互作用以生成1m的RF信號，但是要生成100nm的光信號，則必須考慮電子與其能級之間的相互作用。

• 雖然10m緊聚焦的RF信號將在1m金屬盤周圍傳播，並且顯然沒有相互作用，但窄聚焦的1μm光束將完全停止在其軌跡中。雖然第一個將被網眼的法拉第籠子擋住，該籠子的開口為10厘米，第二個將不受阻礙地通過。對一種材料幾乎完全透明的材料將完全阻止另一種材料，反之亦然。

• 雖然您需要一個相當大的天線來聚焦10cm的RF光束，以在1km處的1m光斑中獲得90％的功率，但是一隻手可以裝上等效的透鏡以對1µm的光做同樣的事情。

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• 雖然您幾乎可以忽略大約1 GHz以下的大氣效應（RF能量與空氣分子的相互作用），但大氣條件很快將在該頻率之上占主導地位，並將成為光頻率下的主要效應。

• 設計光學透鏡的人們充分意識到與寬帶信號有關的問題（可見光佔據了從380到740納米或430–770 THz的整個八度音階）。這些等同於寬帶RF設計人員面臨的問題，但是寬帶RF很少跨越甚至5％的載波頻率。

大多數工程都在處理模型，這些模型大大簡化了手頭的問題並具有一定的有效性（所有模型都是錯誤的，有些模型是有用的）。這就是為什麼在較低的RF範圍內，我們在電路中處理KCL，KVL和歐姆定律，而不是嘗試通過直接應用Maxwell方程來求解它們。但是要提高頻率，現在您必須切換到S參數和傳輸線，因為電線不再像單純的電線那樣運轉。進一步走高，進入“光”域，現在建議使用光子和電子能量躍遷能級。

但是所有這些模型只是適用範圍狹窄的麥克斯韋方程組的簡化。但是知道這一點以及模型失敗的地方，可以幫助提高我們的設計直覺。

首先，“光”本身通常表示“可見光”。天線不發出可見光。

我們可以更正確地說光是EM輻射，而天線會發出EM輻射。

為什麼我們不能簡單地用粒子性質來說明這一點，因為它在數學上會簡單得多

是嗎？您尚未在帖子中引用任何數學。在大多數情況下，波動圖就是我們想要的。它告訴我們在哪裡可以最強地接收無線電波。對於大多數通信頻率，無線電波不會像光一樣的“光束”，它們會發生很大的衍射。

在某些情況下可以。當然，在我們的米世界中，光可以非常可靠地近似為射線。但是，只有數十萬公里內的物體產生的EM波也能達到10億度。

但是，對於我們這個世界上的光學器件來說，生活看起來很簡單。當我們必須處理通過微米級結構，陣列或導體傳播的光時，射線近似是沒有用的。（Google等離子體激元，光子或光子晶體等。它們使用模式，共振以及更多的麥克斯韋方程組。）就像它缺乏在我們的世界中準確解釋RF現象的能力一樣。

為什麼我們不能簡單地用粒子性質來說明這一點，因為它在數學上比波動理論要簡單得多？

當我們說光子是光能的“粒子”時，是指僅離散量的能量可以從電磁場吸收或發射到電磁場中。

但是這些粒子不會按照適用於子彈或台球的彈道規則移動。它們按照與描述經典電磁傳播的波動方程基本相同的波動方程運動。

因此，這裡沒有免費的午餐。電磁“粒子”在數學上與其所取代的波一樣複雜。

天線可以被視為光源，但是它以不同的方式發射。如果您正在考慮使用普通的RF天線，則這些天線不會輻射攜帶信息的可見光，因為該光的頻率比天線的諧振頻率高得多。由於大小不匹配，典型的RF天線（3 KHz和300 GHz）太大而無法有效發射可見光（430–770 THz）。但是，某些天線（如等離子納米天線）也是可能的。在以受控方式發射可見光的幾種設備中，等離激元納米天線是最接近傳統無線電天線的。