今天来简单聊聊接收天线。

天线可以将无线电设备产生的高频电流信号转换成电磁波并发送到空中，同时也负责捕捉空中的电磁波并将其转换回高频电流信号。

而根据天线理论中的互易性原理，无论是作为发射天线还是接收天线，天线的增益、方向性、辐射模式和电气阻抗都是相同的。那发射天线和接收天线应该是一样啊？比如说手机、无线电、Wi-Fi路由器等，通常使用同一个天线来进行信号的发送和接收。

没错，我们是可以通过双工或隔离技术，在同一根天线发射和接收信号。但从主要功效上来说：发射天线的主要工作是尽可能高效地将信号能量辐射出去，而接收天线则更关注如何为接收机提供最佳的信噪比。

接触天线比较早的朋友们可能知道，其实在早期的无线电时代，发射和接收使用的是不同的天线，发射和接收是独立的。这种做法虽然方便，但在效率上可能不是最优的。发射天线追求的是高效率，尽量减少能量的浪费，比如避免能量被转化为热量。而接收天线则可能不那么在乎效率，更在乎如何捕捉到微弱的信号。

在通用覆盖接收器或高频（HF）收发器中，接收天线处理的信号可能极其微弱。以阻抗匹配为50Ω的接收器天线连接器为例，当天线输入端的功率仅为一个S-1信号时，接近噪声层的信号，其功率只有0.76飞瓦。尽管信号非常微弱，现在的接收机仍然能够经过电磁感应效应产生可用的音频输出。

S-meter图

上面这张图在网上找了老久，表示的是S-meter，S1到S9 用于表征接收的信号的强度，S-1是S-9信号的1/65536。

对于接收天线的增益，它是将天线在特定方向上的性能与一个均匀向所有方向辐射的假想天线（称为各向同性天线）的性能进行比较。天线并不能“吸引”无线电磁波，只能说是依靠设计尽可能多的“捕捉”信号。可能有的人会问，那我把天线尺寸设计足够大，是不是增益就更高？

答案是：天线的增益并不会随着尺寸的增加而无限提高。对于单根天线，增益优势在大约半波长的尺寸时达到递减回报点。但是，像Bevage这样的长线天线（long wire antenna），主要构成其实就是一根导线。它的增益会随着长度的增加而持续增加，但同样也受到实际条件的限制，也是有回报点的。

不过，我们要注意哈，在评估接收天线时，类似S-meter的读数虽然可以反映接收天线的增益，但天线接收系统的最终目标是优化信噪比。有时候，为了显著提高信噪比，牺牲一点增益以减少噪声是值得的。

自然和人为产生的电磁干扰噪声不是我们想要的，我们需要的的是有意义的信息。有效的接收天线可以减少特定类型的电磁波干扰和噪声。

那么有哪些方法呢？一个是接收频率天线长度的匹配，另一个是滤波器。还有很多其他技术就不在此细说了。

我们知道，一般而言，当振动器的大小达到或超过半个波长时（半波振子），接收效果较好。然而，当发射和接收天线的长度确定后，波长大于天线长度两倍的电磁信号无法被有效接收。换句话说，它们被发射和接收天线过滤掉了。

为了只接收所需频率或波长的信号，需要另一个设备：滤波器。它可以有效地从电源线中滤除特定频率的频率点，或者滤除除了频率点以外的频率，以获得有用频率的电源信号。也就是说，接收设备就不用担心接收到其他多余的高频的电磁波了。

因此，从结构上来看，在实际应用中，为了优化接收性能，可能会将低噪声放大器、滤波器等与接收天线集成在一起。为了提高发射效率，可能会将功率放大器与天线集成。

那么，在形态上发射天线和接收天线有差异吗？很多人认为发射天线应该都是定向的，而广播天线，WLAN的发射天线则可能会使用全向天线。那接收天线总归都是定向天线吧？也不一定，比如说咱们移动通信中手机的接收天线则是全向接收天线。

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