二戰時期連接機尾的那根金屬絲是做什麽用的？ 溫頓天線
本文引用部分了網友撰寫的資料，同時加入了自己對天線的理解。我是壹位無線電愛好者，前不久發明了壹種可調式八木天線，並申專成功現正在致力於此款天線的推廣，雖然天線的樣式不同但原理是壹致的，受限於只是壹位愛好者，文中描述有誤的地方望加以指正！在1894年，俄國人波波夫在組裝電磁波接收機的實驗時，無意中發現在檢波器上搭接壹根金屬導線，可以顯著提高檢波器的接收靈敏度、增強接收能力，通信距離也有明顯增加。
而這根導線便成為世界上第壹根天線，其實天線的主要工作部分是固態金屬導體，那麽什麽樣的導體可賦予天線優異的性能呢？
這裏我對常見金屬材料電磁性能做壹個由高到低排序，
銀（Ag）銅（Cu）鋁（Al）鐵（Fe）
當然也有壹些新發明的液體金屬，比如鎵（Ga）這是鷹醬的最新發明，將鎵合金密封於壹段絕緣材料中，再通過饋線接駁發射或接收設備就變成了液體天線。
很多朋友問為什麽最好的不是金（Au），答案是因為黃金制成天線後，雖然金光燦燦，但電磁性能遠不如銀、這是通過百余年，工業生產實踐驗證所得並非本人杜撰。
在俄國人波波夫意外收獲的數月後，意大利人馬可尼在發射機火花隙的壹端連接了壹大片金屬並將其掛在樹上，火花隙的另壹端連接在大地上。發信機的發射電波強度增加了數倍，收發距離達數公裏。並於1899年成功實現了無線電波跨越英吉利海峽的應用。
（如果妳穿越了又想搞無線電，記得壹定要拿下此二人。）
插壹幅圖對此加以說明
上圖中標註的同軸電纜，在我們的生活中也是常見的。上世紀八、九十年代廣電部推行的家用電視閉路信號線。就是這種線纜與下圖中的扁平線纜統稱饋線，只不過阻抗值不同罷了。較原始的閉路電視系統中，使用的同軸電纜“特性阻抗”為75歐姆，在無線電領域將這種使用特性阻抗值為75歐姆饋線接駁的電臺系統，統稱為75系統，扁平線纜特性阻抗為300歐姆。現在與我們日常無線上網（WiFi的俗稱）使用的是50系統，即使用50歐姆特性阻抗饋線接駁。
註釋：扁平線纜與發射機連接時要通過電子元件減小阻抗才能與發射、接收機相匹配。是這裏提到的歐姆值50、75、300，可不是導線在直流電路中的電阻值。
之後天線發展中的另壹個突破是由戴柏（Diogenes Dipole）根據蹺蹺板平衡原理創造的。將壹條導線連接在發射機的外殼，另壹條導線則連接到發射機的輸出端，並把兩根導線對稱擺開就成為了雙偶極天線（Dipole Antenna）
1923年，根據不同重量物體在蹺蹺板上可通過調整支點達到平衡的原理，科學家發明了溫頓天線（Windom Antenna），並於1929年由Loren Windom（W8GZ）將其發表在美國的《QST》雜誌。
下圖中的老人就是溫頓天線的發明者Loren Windom先生。
時間到了第二次世界大戰前，隨著電子元件的加工能力增強。天線開始慢慢的變小（天線的幾何尺寸是由工作頻率決定的，而工作頻率是由電臺的發射、接收頻率決定的），二戰的電子管大部分工作在十幾M赫茲，以15MHz為例，波長20M，天線的有源振子長度基本就要5M左右，為何是5M呢？因有源振子單臂長度壹般至少是1/4波長。
註意：如果天線電磁性能不匹配發射機，就會導致高駐波比，不但發射效率低，而且回饋的能量對發射機的電子元件還可能造成傷害。筆者做個說明，假設發射電臺的功率為10W，理想狀態下通過天線發射出去的功率也應該是10W。而實踐中通過天線發射出去的功率是達不到10W的，假設天線的參數要求駐波比必需小於等於1.5，假定天線駐波比參數剛好在1.5那麽就會有20%的能量通過饋線回傳至發射機，只有80%的能量通過天線發射出去。壹旦駐波比大於1.5對不起，電臺滿負荷長時間使用必會燒毀，必需更換電子元件了。
第二次世界大戰中各大參戰國的主戰飛機，普遍使用了溫頓天線，如日本A6M2“零式”戰鬥機、蘇聯LaGG-3戰鬥機、英國MK1“噴火”戰鬥機、德國Fw190“透明紙”戰鬥機、意大利MC205“獵狗”戰鬥機、美國F6F“地獄貓”、P51“野馬”戰鬥機等。而這些天線只能用作飛機間或飛機與地面指揮系統間的通訊工作。
下圖中的零式與噴火，還有Me-262座艙後的立桿與機尾間的金屬絲就是壹根天線，不過很多小夥伴誤以為，這是加強飛機機體結構的鋼索或方向舵的連接索。
20世紀20年代，天線的另壹個重要發展是由日本的八木秀次和宇田太郞兩人發明了八木天線。八木天線由壹個有源振子（壹般用折合振子）、壹個無源反射器和若幹個無源引向器平行排列而成的定向發射天線。八木天線具有很強的方向性，比偶極天線有很高的增益，可用於測向、遠距離通信。上世紀八十年代在種花家，很多高層建築的屋頂曾經輝煌壹時的“樹枝”便是八木天線好了既然提到了日本，就不得不說這個故事:1942年2月,正在南洋橫行霸道的日軍占領了新加坡,在英國人的基地裏,發現了2臺新型電信電波武器,由鐵骨、銅線等組成的裝置,上面還標示有“YAGI”字樣。日本人大眼瞪小眼,不知道這是個什麽秘密武器,作為巨大機密運到東京,日本國內兵器本部的官員和專家們也是大眼瞪小眼,弄不清楚是什麽玩意兒,尤其是“YAGI”——到底是啥呢?
壹直到戰後,日本人才搞清楚,原來這是軍用航空雷達裝置中的高頻率導向性天線,而“YAGI”的真相,更讓他們吐血:這是日本電氣工程學家八木秀次拿這個天線申請德、英、美國專利時的姓氏“八木”的羅馬字黑本式拼音。大約在明治維新前後,美國人傳教士黑本創始的按日文假名的讀音拼寫成羅馬字。八拼寫成“YA”,木拼寫成“GI”。
八木秀次早在1925年12月就將自己發明的高頻率導向性天線的理論和技術結構在日本申請了發明專利,翌年又在西方國家申請了專利。若幹年後的科學實踐證明,有了“八木天線”這項重大發明,才有可能開發出高性能的雷達。但這是“墻內開花墻外香”的故事,當時的日本政府和日本的科學界,對這項發明的價值和重要性完全不理解,相反,西方國家卻如獲至寶。可以說,這是壹個近代版的“烏爾班大炮”。 不信妳看下圖，二戰中德國飛機上，就用到了八木天線，不過漢斯將八木天線組成了陣列，提高了索敵距離。
20世紀30年代中期，除了上述各種天線之外，還有壹種瓦狀、平板狀或半球狀拋物面，加饋源的天線。這類天線擁有較大的電磁波反射面，反射面可以是鏤空的網、也可以是壹個整體面，加上中等增益的饋源後，卻具有很強的方向性和增益。在當時，這類天線主要是用於雷達探測。我們在電影中見到，軍艦或雷達站用來探測飛機、船只的雷達天線就是拋物面天線，（262在軍武2016年壹檔節目中就講到拋物面天線，X、C饋源妳還記得嗎？），也有的用在艦船上的多單元八木陣列，只因當時的發射頻率較低，天線尺寸無法縮小只有艦船壹類的大型載具才能搭載拋物面天線，和八木陣列天線。飛機、坦克壹類的小型載具只能使用偶極天線或溫頓天線，但此類天線又有壹定的覆蓋盲區，只能用作通訊，若作索敵用途就存在很大的漏洞。我兔自產的空警200預警機，背負的桶裝天線就存在覆蓋盲區問題，最後被背圓盤的空警2000取代。
為了將電磁信號發射的更遠，人類在原拋物面天線的基礎上加了壹個副反射器制成了卡塞格倫天線。在這裏我就不誤人子弟了看看下面的示意圖更加容易理解。
通過兩個兩個拋物面的反射將饋源信號發射出去，下面是這款天線的實際運用，大多裝配二、三代噴氣式戰鬥機。
二戰中漢斯將多個八木天線，進行壹定的間距的排列組成陣列。組團裝上JU88做夜間戰鬥機，當然262本尊也未能幸免；
下圖是加裝了八木陣列天線的Me262。
科學家們發現既然“團購”有這麽多的好處，於是大家都玩起了天線陣列！
在德國的JU88使用，不能機械移動的八木陣列改裝為夜間戰鬥機時，鷹醬另辟蹊徑，開始玩“鍋”了。1944年P-61“黑寡婦”問世，加裝天線的辦法更加實用、且美觀。將拋物面天線裝在機頭，再加裝壹個罩子保護起來。
不僅小巧還可以做到，小幅度的機械轉動增加索敵範圍，其性能自然比不能轉動的八木陣列要高大上的多了。
註意：
天線的保護罩材質，要能使電磁波較容易穿透，不然會影響天饋系統的駐波比，進壹步降低無線電設備的使用壽命。我在制作天線保護罩時，發現PE（聚乙烯）是目前日常生活中最易獲取的。
經過幾十年的發展鷹醬將天線技術不斷深入發掘，最終誕生了相控陣雷達。
上圖中拆掉整流罩後顯露的就是相控陣雷達的天線部分。
下圖是壹張相控陣的原理圖
通過集成電路對每個振子，電磁波發射時間的滯後、提前控制，實現掃描角度的變化，由此簡便的電磁掃描、替代了笨拙的機械式掃描，將天線造的更小，使得探測範圍更廣，距離也更遠。
隨著計算機電磁仿真技術的普及，小夥伴們現在坐在家裏都可以進行天線的虛擬開發了。
下圖就是壹張計算機電磁仿真計算，戰機被雷達照射後，反射、衍射雷達波的情況。
這不僅可以幫助我們的工程師設計飛機的外形，通過計算機分析結果還可以使我們了解，在飛機模型表面覆蓋壹些什麽樣的特殊塗裝，減低被雷達發現的概率，當然軟件的數據庫中要預先輸入此款塗裝的電磁參數值。不過圖中這個模型飛機，被發現的幾率還是蠻大的。
電磁仿真除了以上用途，還可以幫助小夥伴們自行設計壹些簡單、實用的天線，比如前文中提到的八木天線，當然也包括雙菱天線，四葉草天線及銅片天線等等，如果有較高的加工制作精度的小夥伴，還可以挑戰制作屬於自己的相控陣，下圖就是我申專成功八木天線的壹些仿真截圖。
很棒吧！註意我做的手工實物是2.4GHz頻段（WiFi工作頻段），2.4GHz頻段也是微波爐的工作頻段，所以家用WiFi長期開著並不好，先拋個磚等著各位軍武大神們的玉哦!
本文引用文章：1. 日本二戰“貓眼神功”PK雷達之鑒；原創作者：毛新華 發表時間：2015年09月18日。局座在2016年5月16日的鳳凰網節目中也有提及哦。2. 壹起了解二戰飛機上的天線——機載溫頓天線結構及安裝方式3.尋跡二戰飛機無線電通信天線-CQ《現代通信》雜誌 望采納