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今天我們一起來學習天線史上那些著名的發明。

富蘭克林天線（1924 年發明）

今天在知識星球上一個同學咨詢關于富蘭克林天線的設計，說來慚愧，我還是第一次聽說這種天線。提到富蘭克林，大家第一印象就是美國那個雷雨天放風箏玩閃電的美國大科學家，但是這個富蘭克林非彼富蘭克林，富蘭克林天線的發明者是英國的查爾斯?塞繆爾?富蘭克林（Charles Samuel Franklin）。

關于 CS?Franklin 的簡介，我們在網站上還能搜到一些:

“查爾斯?塞繆爾?富蘭克林 (Charles Samuel Franklin)，以 CS Franklin 的名義出版，是著名的英國廣播先驅。富蘭克林出生于倫敦，是 13 個家庭中最小的一個，并在西爾瓦努斯?P?湯普森 (Silvanus P. Thompson) 的指導下在英格蘭芬斯伯里的芬斯伯里技術學院接受教育。1899 年畢業后，他加入了馬可尼公司，在那里度過了他的整個職業生涯。他首先被派往南非為布爾戰爭提供裝備，然后在俄羅斯呆了 2 年。回到英國后，他發明了許多重要的無線電設備，包括可變電容器、聯動調諧、可變耦合、同軸電纜和富蘭克林振蕩器。今天，富蘭克林以他的短波天線富蘭克林波束天線而聞名。從 1923 年和 1924 年馬可尼公司的波爾杜站，他在南大西洋的游艇 Electra 上向 Guglielmo Marconi 發送短波傳輸。富蘭克林還積極參與早期的電視開發。1935 年，受托人將亞歷山德拉宮的一部分租給了 BBC，BBC 將其用作新 BBC 電視服務的制作和傳輸中心。富蘭克林設計了它的天線，并于 1936 年從這個網站制作了世界上第一個公開的高清電視廣播。”

而今天我們所要介紹的第一個天線專利就是 CS Franklin 在 1924 年申請的專利，專利號：242232，這個專利詳細描述了 富蘭克林天線的技術組成：為了確保與信號波長相比電長的類型的天線具有顯著的定向效應，必須采取措施抑制來自沿天線的駐波形成的每個交替半波長的輻射。例如，圖 2 顯示了沿天線 A 存在的正常條件，信號波長的一倍半，曲線 B 顯示了駐波的形成，而輻射的極坐標圖則由六個點曲線 C。通過將天線的中心駐波段自身加倍，最終的極曲線被更改為圖 3 所示的形式。或者，折返部分可以由等效的電氣代替，例如帶或不帶并聯電容器的電感線圈，基本上調諧到基本波長。以這種方式修改的天線越長或越高，方向效應就越明顯。本發明可以應用于規范 226,246 中描述的類型的天線。

齊柏林飛艇天線（1909 年發明）

這款天線是由德國人 Hans Beggerow 在 1909 年提出的，發明專利號：German Patent Number 225204：機載接線圖，標有兩根長度不等的懸空線，在飛艇附近形成一個 Lecher 系統。

“Hans Beggerow 是德國的科學家和哲學家，他是第 14 步兵團上尉兼連長理查德?貝格羅 (Richard Beggerow) 和他的妻子凱瑟琳娜?妮?埃姆斯曼 (Katharina nee Emsmann) 的兒子。在 Stettin 的 Schillergymnasium 畢業后，他在柏林和弗萊堡的大學學習，在那里他獲得了哲學博士。博士。隨后，他從事各種實際職業，包括在紐約。從 1901 年到 1919 年，漢斯?貝格羅 (Hans Beggerow) 在德國海軍陸戰隊無線電報科學技術部門工作，并以海軍部議員的身份退休。然后他在哥廷根擔任私人學者。他專攻認識論和哲學，很早就歡迎國家社會主義。除其他外，他開發了一種稱為齊柏林飛艇天線的長線天線，其中使用長度為 λ/4 的帶狀電纜進行阻抗匹配。帶狀電纜不僅用作阻抗變換器，還用作配重，因此齊柏林飛艇天線可以像對稱天線一樣工作，無需接地。該天線于 1920 年代首次在飛艇（如齊柏林飛艇）上使用而得名。漢斯?貝格羅早在 1909 年就已經提交了相應的專利。”

飲料天線 Beverage Antenna（1920 年發明）

飲料天線，是由美國人 Harold H. Beverage 在 1920 年發明的，專利號為：US Patent Number 1381089：在實施我的發明時，我使用了一個水平的，最好是非周期性的天線，天線在平行于要接收的信號的傳輸方向的方向上延伸。該天線由分布式電容電感和電阻構成，其值使得所需信號在其中產生的電流從最靠近發射站的天線末端逐漸增加，在優選情況下，在距發射站最遠的末端達到最大值.

八木宇田天線

（1926 年發明，專利號：69115，發明人：Hidetsugu Yagi 和 Shintaro Uda）

八木宇田天線是過去幾十年來最常用的電視接收天線類型。它是最受歡迎和易于使用的天線類型，性能更好，以高增益和方向性著稱。這個最常被用于電視接收的天線，我記得小時候電視機信號不好的時候，就去搖晃一下這個天線。

八木天線是由電場和磁場耦合的偶極子陣列。它在第二次世界大戰中被盟國有效地用作雷達天線，然后在全世界廣泛用作電視接收天線。這種非凡的結構允許將元件組合成一個高增益的單向陣列，而無需互連饋線。每個元件都是一塊連續的金屬片，中間沒有絕緣體，具有高強度和簡單的結構。與增益相比，天線的重量和風載荷也非常低。

布魯斯天線

（1927 年發明，專利號：1813143，發明人：Edmond Bruce）

由于天線的物理尺寸，由本地輻射源提供的能量或從入射到天線上的波導出的能量在有源元件中產生彼此同相的電流。

斯特巴天線

（Ernest J. Sterba 在 1929 年發明，專利號：1885151）

本發明的一個目的是發射或接收在地球平面上具有比迄今實踐更大的方向性的射頻波。本發明的另一個目的是以極低的投影角發射或接收射頻波。通過本發明，可以聯合實現上述兩個目的，從而使非常接近點對點通信的理論理想成為可能，其中在相關接收器處利用所有傳輸能量。本發明的再一個目的是在天線元件和它們相關聯的平移裝置之間傳輸能量，其能量損失相對較少，并且以比以前更簡單和便宜的方式進行。

菱形天線

（Edmond Bruce 在 1931 年發明，專利號：2285565）

摘錄：本發明的一個目的是使定向天線能夠在相當大的波長范圍內有效工作。另一個目的是確保相對高的接收或發射角度。本發明的另一個目的是使天線具有敏銳的選擇性。另一個目的是與具有類似方向特性的先前天線相比，節省支撐結構的成本。本發明的再一個目的是區別不希望的水平投射能量。

閘機天線（George H. Brown 在 1935 年發明，專利號：2086976）

摘錄：我知道高度不超過半波長的垂直天線系統可用于水平輻射。這種系統對于長波是令人滿意的，但對于短波是有缺陷的。已經提出在交替的半波長部分之間反轉相位，從而允許使用多個半波長部分。幾個半波段的天線系統在單獨隔離這些段的問題上存在實際困難。也有人提議使用具有絕緣桿和相位調整電路的水平天線元件，但這種系統存在嚴重的結構和電氣困難。我提出的新穎布置可用于克服這些困難，同時提高輻射效率。

折疊偶極天線（Philip S. Carter 在 1937 年發明，專利號：US2283914）

摘錄：雖然偶極子具有足夠寬的調諧特性，可以在諸如電視中使用的頻帶上提供令人滿意的傳輸和接收，但已經發現，當這種類型的半波天線與任何傳輸線相匹配時在已知的普通方式中（如通過使用并聯阻抗元件，或傳輸線的扇形和分接，或通過使用線的四分之一波段），偶極子的調諧特性變得非常窄并且不足用于現在通常用于電視目的的頻段。作為對半波偶極子進行的測試的結果，

同軸天線（Arnold B. Bailey 在 1937 年發明。專利號：US2184729）

摘錄：本發明的一個目的是產生最大強度的未失真無線電場。本發明的另一個目的是消除來自傳輸線和與天線系統相關的其他輔助設備的輻射。本發明的再一個目的是在實踐中確保與相應理論特性相同的天線方向特性。本發明的另一個目的是在同軸線系統中防止在護套的外表面上建立電流。

蝴蝶偶極天線

?美國專利號：2175253?年份：1938?發明人：Philip S. Carter

摘錄：本發明涉及一種短波天線系統，其目的之一是提供一種簡單形式的短波天線，其阻抗對頻率特性比簡單偶極子類型的天線寬得多。

縫隙天線

?英國專利號：515684?年份：1938?發明人：Alan Dower Blumlein

摘要：高頻傳輸線也用作輻射器，由一根銅金屬導電管 1 組成，如圖 1 所示，帶有一個縱向槽 2。該管形成“磁通量傳輸通道”，相當于一條有電感串聯，并聯有電感元件和電容元件的線路。高頻信號電流可以通過線圈 4 或通過連接在槽上的引線 4a 饋送到線路，并由線圈 5 引出。槽上的磁通泄漏可以通過板 6 進行調節，圖 2 或者可以調整槽的大小，將線路調到工作頻率，如圖。3 和 5. 該管可用作發射天線，在與其長度成直角處產生最大輻射，而軸向輻射相對較小。它相當于一個單圈環路或幀，長度為一個波長。進料可以在中央或在一端。如圖 6 所示，管 7 由空心桅桿 8 支撐在電壓節點 9 處，并在距離為半波長的點 10、11 處被饋送信號能量，從通過桅桿向上引出的引線作為如圖 7 所示。直徑為 6 到 12 英寸的管適用于傳輸 5 米的波長，盡管具有多個插槽的更大直徑的管可用于覆蓋較寬的頻率范圍.

角反射天線

美國專利號：2270314

年份：1940

發明人：John D. Kraus

本文來自微信公眾號：射頻學堂 （ID：RF_Center），作者：RF 小木匠