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一文看懂天線歷史的亮點
縱觀整個無線電電子學發(fā)展史,我認為天線的重要性高于電子管,可以同晶體管相提并論。我這樣講的理由是:(1)天線使無線成為可能,沒有電子管照樣可以有無線電,沒有晶體管也照樣可以有無線電。(2)天線人1909年獲諾貝爾物理學獎,晶體管發(fā).明.者1956年才獲諾貝爾物理學獎。
眾所周知,天線是德國物理學家赫茲發(fā)明的。但是,很少人知道赫茲從來沒用過天線這個詞稱呼天線,赫茲用導體或電路來稱呼天線。赫茲不認為天線有什么實用價值。赫茲關注的是物理學中波的輻射、振蕩、反射、折射、極化等。
英國人*早用單詞Aerial/Aerials來稱呼天線。Aerial/Aerials的原意是平行于地面的線。Antenna/Antennae來自于意大利語,原意是指立于地面支撐帳篷的桿子。無線電之父意大利人馬克尼發(fā)明的單極子天線就是立在地上。因為馬克尼的權威地位,他用Antenna/Antennae來稱呼天線,大家也就跟著他用Antenna/Antennae了。
美國人認為復數(shù)Antennae是指昆蟲的觸角,建議復數(shù)用Antennas。所以,今天你會發(fā)現(xiàn)有人用Antennas,也有人用Antennae。當今,馬克尼的影響力已不復存在,一些保守的、有學問的英國人又開始使用Aerial/Aerials,一個典型的例子就是1979年Peter Gibson發(fā)表的 The Vivaldi Aerial.
我們中國人將Aerial/Aerials或Antenna/Antennae稱為天線實在是高、妙、信、達、雅。但是,時至今日,我們也無從得知是哪一位先賢首先使用天線這個名詞,這難免會讓像我這樣的中國天線人有些許遺憾。
天線進入中國已近120年。有人講天線*早由英國人引入到廣州,用于與香港聯(lián)系。也有人講天線*早由英國人引入到上海。更有人講天線由袁世凱*早引入到天津用于軍.事用途。不過有一點可以確定的是,前交通大學張廷金校長早在1917年前就在交通大學立起了天線,建起了無線電實驗室,為中國無線電/天線事業(yè)的發(fā)展開辟鴻蒙。如今,華為“鴻蒙”又讓交通大學美名揚。
天線的創(chuàng)世紀階段(1887-1900年),我們將重點介紹大英帝國洛奇爵士(Sir Oliver Lodge)與鮑斯爵士(Sir Jagadish Bose) 發(fā)明的透鏡天線(借鑒光學)與喇叭天線(借鑒聲學)。當然,我也會提到赫茲發(fā)明的偶極子與環(huán)天線及馬可尼(借鑒電力學,引入地的概念)發(fā)明的單極子天線。
天線大躍進階段(1901-1969年),除了提及廣為人知的兩款新發(fā)明的電天線(1926年八木-宇田及1946年螺旋天線),我們將重點介紹英國天才工程師布盧姆林 (Alan Blumlein) 烈士1938年所發(fā)明的縫隙天線。我門會給予縫隙天線與偶極子天線在天線歷史上同等的地位??p隙天線不僅僅增加了天線作為“器“的類型,也極大地豐富了天線“道”的內容??p隙天線直接孕育了后來提出的天線設計三大原理(電磁巴比涅原理、自互補性原理、自相似性原理)。布盧姆林涉及的領域非常廣泛,包括天線、電路、電聲、電視、雷達等。尤其因1931年發(fā)明的立體聲而聞名天下。罹難74年后(2015年)獲IEEE了里程碑,罹難76年后(2017年)還獲得技術格萊美獎(由兒子代領)。青年時獲倫敦帝國理工學院錄取,學習兩年就獲一等榮譽學位畢業(yè)。學生期間寫了兩篇論文,有一篇獲IEE*佳論文獎。同事評價他擁有超一.流的腦袋。此外,我門也會為謝昆諾夫與朱蘭成先生在這一階段完成天線“道”的工作大唱贊歌。
天線添新丁階段(1970-1986年),微帶天線毫無疑問是唯.一的主角,配角有介質諧振器天線與平面倒F型天線等。
*后,我們會首.次推出天線封神榜、早期天線研發(fā)圣地、經典天線等的看法。重要的是,我們會得出一個別人從未提及的宏大結論(The Grand Conclusion as the Finishing Touch!),那就是:天線強則國家強,國家強則天線強!請記住這一宏大結論。
天線人物封神榜
赫茲
馬可尼、布勞恩、洛奇、鮑斯
宇田、布盧姆林、謝昆諾夫、克勞斯、朱蘭成、拉姆齊、金、芒森
注:宇田在他生命的盡頭,想在他的墳墓里建造一個八木-宇田天線。但在墳墓里建造天線也太奇怪了,于是宇田家人在他身后所修建墓碑上雕刻有八木-宇田天線的圖案。
早期天線研發(fā)圣地
英國倫敦大學(UCL、ICL、KCL)、利物浦大學
德國卡爾斯魯厄大學
日本東北大學
美國MIT、Harvard、Ohio、 UIUC
注:倫敦大學學院(UCL)的老師與學生向世界貢獻了有線電(貝爾)、無線電(洛奇、弗萊明、鮑斯、八木,前二位是馬克尼科技顧問)、光纖通信(高錕)。倫敦大學帝國學院(ICL)的學生布盧姆林發(fā)明了縫隙天線,諾貝爾獎獲得者加博發(fā)明了全息技術。倫敦大學國王學院(KCL)是麥克斯韋完成他電磁學研究的地方。
經典天線
電磁學:偶極子、單極子、環(huán)、縫隙、八木-宇田、螺旋、非頻變、微帶
借鑒光學:反射面、透鏡
借鑒聲學:喇叭、波導、Vivaldi