全向天线 vs 定向天线 — 电磁波辐射可视化

定向天线增益 10 dBi

发射功率因子 1×

动画速度 ▸▸

R_max ∝ (P × G²)^1/4

💡 关键结论：探测距离提高 1 倍，需要功率增大 16 倍，或天线增益提高 4 倍（6 dB）。
天线增益与最大探测距离的 四次方根 正相关。

显示辐射方向图

显示距离环

显示波前动画

同步两图比例尺

辐射形态：水平面环形覆盖，立体呈甜甜圈形状，无指向性。
典型用途：调频广播、手机基站、WiFi 路由器、对讲机。
✅ 无需对准，覆盖范围广
❌ 能量分散，增益低，传输距离有限

辐射形态：波束高度汇聚，类似手电筒光束，仅主瓣方向信号极强。
典型用途：雷达、卫星接收锅、远距离网桥、微波中继。
✅ 增益高、传输远、抗干扰强
❌ 需精准对准，无法覆盖多方向

天线是无源器件——它不产生能量，只改变能量空间分布。
高增益 = 牺牲覆盖广度，换取单一方向远距离。
这就像把水管口捏扁：总水量不变，但水柱射得更远。