[天線必須具有]沿其長度方向流動的電流，以便所產生的場將該能量輻射到太空中。 （接收天線只是相反的過程。）
[這]解釋了為什麼不能只在電路板上粘貼一個小的儲能電路並期望它能有效地輻射。
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我從經驗中了解這是事實，但我不明白為什麼。我猜想天線的尺寸會以某種方式改變它產生的場，但是這如何使能量輻射掉呢？輻射出來的能量是什麼樣的？
我確實了解調諧天線的必要性。我只是想知道在調整了向天線的最大功率傳輸之後，如何將更多的能量傳遞給接收天線。
與電感器相距一定距離的場強非常重要。如果電感器被很好地屏蔽，並且附近空間的磁場為零，那麼它就不會像天線一樣起作用。顯然。
那麼，我們如何才能最大化電感器的遠場並製造出優質的無線電天線？好吧，首先我們應該懷疑所涉及的距離。與感應器之間的特定距離處的磁場必須很強？答案：1/4波長。這是一個有點“神奇”的值，屬於行進的EM波與導電物體相互作用的物理性質。如果來自電感器的1/4波長處的磁場微不足道，則該電感器針對該頻率被電磁屏蔽。但是，如果該場在該距離處很重要，則電感器可以充當天線。
為什麼是1/4波長？上面是麻省理工學院E&M入門課程的MPG動畫。仔細檢查動畫。交流電施加在中心的小線圈上，閉合的圓形磁場線的斑點隨著EM波而飛散。但是非常靠近線圈的位置，磁場模式並沒有向外飛散。相反，它只是在擴張和崩潰。靠近我們的線圈天線，磁場類似於簡單的電磁體。隨著線圈電流的增加，它會擴大，而當電流減小時，它會向內折疊。但是，離開線圈很遠時，圖案的行為就大不相同了，它只是連續向外移動。字段的行為在哪裡進行更改？在0.25波長距離處。在1/4波的距離處，磁力線“縮頸”成瞬時的沙漏形，然後它們鬆散地剝開，並像長方形的閉合圓圈一樣向外飛翔。
線圈1/4波距離內的空間體積稱為近場區域，表現出簡單電感器的擴展/收縮場模式。在更遠的距離，在Farfield區域，這些場僅表現為傳播的EM輻射。
更多的MIT動畫特別是最後一個
最簡單的一個確保場強在1/4波長處很強的一種方法是構建一個像偶極電磁鐵一樣工作的電感器。但是，製作一個電磁極，其磁極相距大約半個波長。給自己買一個1/2波長長的鐵氧體棒，然後將其用作電感芯。甚至更簡單：只需將電感器纏繞成半徑約為1/4波的環形線圈即可。
在1/4波距離處增強場強的另一種方法是使用非常小的磁場電感，但將電感電流提高到更高的值。在這種情況下，即使是很小的線圈也會發出大量的EM輻射。但這帶來了實際問題：由於線圈發熱，小線圈是效率低下的天線。如果您的大多數發射機瓦特數將用於產生巨大的電流和天線熱量，而不是發出EM波，則您將耗盡電池電量（或從電力公司收取巨額賬單。）如果這對您來說沒關係在這種情況下，則不需要1/4波長塔。一個小的環形天線可以很好地工作，它的直徑可以遠小於1/2波長。
對於便攜式AM無線電及其相對較小的天線線圈，在這種情況下，我們使用更多的“魔術”來增加線圈電流。如果將電感器用作並聯LC諧振器的一部分，則每當用小信號驅動電感器時，諧振LC環路中的電流就會增長到很高的值。它吸收入射的EM波，線圈的電流逐漸增大。它的增長僅受導線電阻的限制，如果電阻足夠低，則僅受EM發射損耗的限制。處於諧振狀態的零電阻線圈可以擴大其周圍的磁場，直到與電感器相距1/4波的磁場強度等於入射EM波的磁場強度。在這些條件下，微小的線圈表現為“電較大”，其行為類似於約1/2波長的EM吸收器。 （請注意，在550KHz的AM頻段的低端，半個波長約為900英尺！）與其他接收機不同，在AM頻段便攜式無線電中，有兩個獨立的調諧電容器：本地振盪器是超級接收器系統的一部分，另一個是與鐵氧體磁芯天線線圈並聯的振盪器。注意，僅當環形天線的半徑遠小於半徑的1/4波長時，才需要LC諧振。常規的“電大”環形天線不需要此電容器。它們已經是適合其工作波長的尺寸，而增加的調諧電容器只會使情況變得更糟。
這是解決整個問題的另一種方法。
變壓器不是一對環形天線！
例如，以60赫茲運行的英寸寬的空心變壓器為例。隨著次級線圈遠離初級線圈的移動，它們之間的電感連接迅速降為零。發生這種情況是因為圍繞初級線圈的磁場模式與偶極磁體的磁場模式相同，並且偶極子的磁通強度下降了1 / r ^ 3。將初級-次級距離增加1000倍，次級線圈上的磁通會弱十億倍。
確定，現在增加驅動頻率，但使用恆流信號發生器來保持初級線圈的磁通。當前與以前相同。起初，沒有什麼奇怪的會發生。您的變壓器在很寬的頻率範圍內都可以正常工作。但是在某些極高的頻率下，突然出現了奇怪的新效果。初級線圈（一個純電感器）似乎突然形成一個內部電阻器，並且能量開始損失。但是線圈沒有加熱！能量正在以某種方式逃逸。突然，次級線圈接收到的磁通值開始增加。您的兩個線圈不再是變壓器。它們已經成為一對無線電天線：環形天線。您甚至會發現，遠處的電容器（成對的獨立電極）現在已經開始從初級線圈吸收磁場。場模式的強度不再像1 / r ^ 3那樣下降，而更像是一個光源，並且隨著距離像1 / r ^ 2一樣下降。所有這些發生的頻率是多少？猜測！ ：）
PS
我看到麻省理工學院的Belcher博士已將這些原始的mpeg移植到了YouTube。這是基本無線電天線的三個視圖：
這就是當我們突然將帶正電荷的髓球與帶負電荷的髓球分開
實際上，可以是一個很好的天線。晶體管收音機和AM波段接收器別無其他。在那些無處不在的消費品中，天線由一塊損耗非常低的鐵氧體組成，它具有很高的介電常數。它被包裹在許多安培*匝的非常細的銅線中。由於介電常數高（如果我沒記錯的話），高介電常數使天線具有有效的橫截面積，大約為平方英里，從而使天線的電氣尺寸達到了接收波長的尺寸。 / p>
在技術彎道上，您可以認為天線與輻射坡印廷矢量的磁場部分發生了相互作用。
製作傳統電感器時，您試圖將漏感最小化。這樣，您嘗試獲得盡可能多的磁場以切穿附近的線匝。環形電感器特別擅長保持其自身磁場。
“洩漏”部分是輻射到太空中而不被線圈捕獲的部分。就線圈而言，這被認為是“損耗”。製作天線時，您試圖最大化這種洩漏，因為您想要將其輻射到太空。
您很可能想知道我們在EMF中使用的稱為 Reciprocity的條件。
大多數天線，例如最簡單實用的天線之一，就是電偶極子。由於系統既是線性的又是時不變的，因此您可以通過大量的數學運算來證明，使用天線進行接收與進行發射是相同的。這樣做是必須的，因為它不得不分析一些天線，因為用天線源求解輻射方程，然後測量自由空間中的磁場比嘗試進行反演要容易得多。
上面我提到了在線性條件下，使用磁芯的天線通常會具有非線性行為，只要您保持在可接受的場強範圍內，這通常就不是問題，但這也意味著測量天線的輻射通常會與接收強度無關。在兩種情況下，調諧網絡的改進都是您可能會看到的改進，但是，相信為傳輸到電纜中的磁場測得的磁場很容易與相反的路徑不匹配。
場上竟然留下天線的樣子？我將再次使用最簡單的電偶極子之一。
來自： http://en.wikipedia.org/wiki/File:Felder_um_Dipol.jpg
因此，當您揮手致意時在自由空間中，它正在無國界傳播。當電纜中有波時，通常將其束縛在導體之間。同軸電纜是 TEM模式波導的示例。天線的工作是將波導中的波匹配並耦合到自由空間的阻抗，並幫助其輻射。當您觀察電偶極子時，您會看到波正在耦合到該結構中，當導線分開時，它將平滑耦合到空間中。至少，這是一種思考的方式。
我也曾說過並舉例說明了電偶極子。要考慮的一個有趣的事情是環形天線的工作原理。 磁偶極子將具有與您所看到的電偶極子相同的場模式，但是用磁力切換電場線，反之亦然。問題在於，彎曲磁場不會像半電偶極子那樣有那麼大的環路，要達到這一點是非常困難的。
請注意，在電感為L亨利的純電感器中，阻抗Z = 2 pi FL j純粹是複數，並且根據廣義歐姆定律V / I = Z，因此電流和電壓將異相90度，並且不會發生功率傳輸。
也就是說，現實世界中的線圈不是純電感器，而是電容，因此甚至可以在某些頻率下自諧振。
ARRL手冊指出，在HF頻率上，大約0.5波長的電線纏繞在玻璃纖維支架上，頂部帶有“電容帽”或電線負載，可在半波長偶極子的情況下使用可用的折衷天線或四分之一波長垂直太大。
我已經建立了一種用於3.8 Mhz的天線，該天線由大約40m的導線組成，導線每匝間隔約1.5厘米，並用牙籤粘在直徑約5-6m長的直徑約4cm的鑽桿上。電容帽在頂部約2m長處是4根粗線（約8根）。最終調諧是通過天線分析儀和在底部的十幾個額外緊密纏繞的線匝完成的，以實現X = 0的交叉。 R通常不是50歐姆，因此需要天線調諧器。這種設置可用於在美國東部和中部以及從美國東部到歐洲的僅100瓦SSB的聯繫。一般而言，其他電台的天線更好...但這仍然可以使用。
輻射能量看起來像什麼？
這是用於發射天線的。 AM輸出看起來像這樣（藍色）：
更好的天線調諧，更多的發射能量。
更好的天線調諧，更少反射的能量。
更好地調整天線，改善SWR。
更多的能量傳輸到空氣中，更多的能量接收到調諧電路中！
編輯：按評論所要求。
什麼是好的天線的好表現？
天線的長度與您嘗試接收或發送的信號的波長匹配。饋線也應該匹配，以使信號不被反射，並且接近任一方向（tx或rx）的信號功率都通過，並且損耗低。