选择天线类型，调整频率、发射功率和通信距离，实时计算Friis传输方程与自由空间路径损耗。极坐标方向图直观展示各天线的辐射特性。
FSPL = 20·log₁₀(4πrf/c) [dB]
假设噪声基底：−100 dBm
核心公式是Friis传输方程，它定量描述了在自由空间理想条件下，接收功率与发射功率、天线增益、波长及距离的关系。
$$P_r = P_t G_t G_r \left(\frac{\lambda}{4\pi r}\right)^2$$$P_r$：接收功率 (W)
$P_t$：发射功率 (W)
$G_t, G_r$：发射与接收天线增益（无量纲，常用dBi表示）
$\lambda$：波长 (m)，$\lambda = c / f$（c为光速）
$r$：发射与接收天线间的距离 (m)
括号项 $\left(\lambda / 4\pi r\right)^2$ 即为自由空间路径损耗（FSPL）的基本形式。
自由空间路径损耗（FSPL）通常用分贝（dB）表示，便于链路预算计算。它直观反映了距离和频率对信号衰减的影响。
$$\text{FSPL (dB)}= 20 \log_{10}\left(\frac{4\pi r f}{c}\right)$$$r$：距离 (m)
$f$：频率 (Hz)
$c$：光速，约 $3 \times 10^8$ m/s
从公式可知，距离$r$翻倍，FSPL增加约6 dB；频率$f$翻倍，FSPL同样增加约6 dB。这解释了高频通信（如5G毫米波）覆盖困难的本质。
5G/6G移动通信网络规划：在部署5G毫米波基站时，工程师使用此模型进行链路预算。由于28GHz频段的路径损耗极大，他们必须精确计算每个小区所需的基站密度和天线增益（如使用大规模MIMO阵列），以确保边缘用户的信号强度高于接收机灵敏度。
卫星通信（星地链路）设计：卫星发射的信号需要穿越数万公里的自由空间到达地面站。通过Friis方程，可以确定卫星需要多大的发射功率和天线增益（通常使用高增益抛物面天线），以及地面站需要多大口径的接收天线，才能保证数据的可靠接收。
无人机（UAV）数据链设计：无人机与地面控制站之间的遥控与图传链路必须稳定。设计时需要根据无人机的最大飞行距离和高度，选择合适频率和增益的天线，并计算所需的发射功率，以克服随距离快速增加的路径损耗，避免失控风险。
物联网（IoT）设备部署：对于部署在偏远地区的低功耗广域物联网设备（如NB-IoT），其发射功率极低。网络规划时，需利用此模型评估在特定距离和障碍环境下，使用全向天线还是有一定方向性的天线更能满足覆盖要求，从而优化基站布局和设备配置。
开始使用此模拟器时，有几个需要特别注意的要点。首先是“增益越高绝对越好”这一误解。确实，像八木-宇田天线这样增益超过10dBi时，特定方向的通信距离会延长。但代价是波束宽度会变窄。例如，像智能手机这样的终端需要从各个方向接收基站的无线电波，因此全向天线反而更合适。定向天线的关键在于“对准哪个方向”。
其次，请勿忘记模拟以“自由空间”为前提。此处的计算完全不包含墙壁或地面的反射、树木造成的散射、雨水影响等。在实际都市环境中，相同距离下建筑物背面接收功率下降20dB以上并不罕见。应将此工具的结果视为“最佳条件下的理论值”，实际设计时预留充足余量（例如10~20dB）是铁律。
最后是参数设置的陷阱。频率与波长存在权衡关系。观察弗里斯公式可知，接收功率与波长λ的平方成正比对吧？这意味着相同距离下，频率越低（波长越长）则传播损耗越小。例如，2.4GHz（Wi-Fi）与28GHz（5G毫米波）的频率比约为11.7倍，因此损耗差异可达20*log10(11.7) ≈ 21dB。若使用高频段，就需要用高增益来补偿损耗。
此工具的核心——“弗里斯传输方程”与“方向性图”的概念，实际上也应用于天线工程以外的众多领域。首先是声学工程。扬声器与麦克风的方向性图在数学上与天线的辐射图极为相似。定向麦克风拾取特定方向声音的技术，与八木-宇田天线的原理有相通之处。
另一领域是雷达与传感技术。汽车毫米波雷达发射尖锐波束，通过接收目标反射波来计算距离与相对速度。这里关键的“雷达方程”是在弗里斯方程中加入雷达截面积等项后的形式。在模拟器中可以观察到方向性变尖锐后波束会变细，而在雷达中这直接关联到“角度分辨率”的提升。
此外在医学影像领域也有应用。超声诊断仪的探头（换能器）通过阵列化排列多个阵元，并控制各阵元发射超声的相位来形成和扫描波束。这本质上就是天线技术中的相控阵与波束成形。虽然无线电波与超声波的介质不同，但作为波动现象的本质是相同的。
若对此模拟器产生兴趣并希望深入了解，建议按以下步骤推进。首先是“从电磁学角度理解天线工作原理”。工具中可选天线的差异，本质上源于导体通入高频电流时如何实现电磁波高效辐射的不同机制。例如半波偶极子长度取波长1/2，是因为该处电流分布最大、辐射效率最高——建议学习此类背景知识。
在此基础上，强烈建议“手动推导工具背后的计算”。例如，设定发射功率1W、收发天线增益2.15dBi（半波偶极子）、频率1GHz、距离100m的条件。此时接收功率$P_r$如何通过弗里斯公式计算？波长$\lambda = 0.3m$，传播损耗项为$(\lambda/(4\pi r))^2 = (0.3/(4\pi*100))^2 \approx 5.7 \times 10^{-8}$。因此$P_r = 1 \times 1.64 \times 1.64 \times 5.7 \times 10^{-8} \approx 1.53 \times 10^{-7}$ W。换算为dBm约-38dBm。可尝试验证是否与模拟器结果一致。通过这种“动手计算”的过程，能直观体会各参数的影响。
后续学习主题推荐“实际传播模型”。在自由空间模型之后，学习考虑地面反射的双径模型、都市蜂窝通信常用的Okumura-Hata模型等，能快速贴近实际工程。此外，在模拟器掌握单天线特性后，可进一步学习将多个天线单元组合以实现波束灵活控制的MIMO与波束成形技术，这将触及现代5G/6G的核心。