Ăng ten sóng tứ quý 433 MHz: dài hơn có tốt hơn không?

Tôi đang cố gắng thực hiện một dự án RF bằng các mô-đun XY-MK-5V / XY-FS:

liên kết tại đây

Vấn đề của tôi là mặc dù hầu hết các blog và Google tìm kiếm các mô-đun này sử dụng ăng-ten có độ dài một phần tư sóng (khoảng 17,2cm), việc truyền của tôi còn tệ hơn so với khi tôi sử dụng ăng-ten dài hơn. Khi ăng-ten dài hơn 30 cm (gần 1/2 chiều dài sóng) tôi thực sự nhận được tín hiệu tốt hơn ở phạm vi dài hơn. (7 mét so với 14 mét)

Vì vậy, câu hỏi của tôi là, làm thế nào xấu là sử dụng ăng-ten dài hơn? Có một lý do cho các ăng ten chiều dài sóng 1/4 được khuyến nghị?

Thật ra, nó không lạ lắm. Một ăng ten đơn cực sóng quý ( l = / 4) phụ thuộc vào mặt phẳng phản xạ bình thường với ăng ten để hoạt động như một lưỡng cực. (Giống như ăng-ten VHF trên xe hơi.) Nếu không có mặt phẳng này, ăng-ten sóng quý sẽ không hoạt động đúng.

Giải pháp, như bạn đã tìm thấy, là sử dụng một loại ăng ten lưỡng cực nửa sóng với chiều dài bằng một nửa bước sóng của tín hiệu ( l = λ / 2).

Không có hại trong việc sử dụng ăng-ten dài hơn. Lý do đề xuất ăng-ten sóng quý có lẽ là vì nó có mức tăng ăng-ten cao hơn lưỡng cực, cũng như thực tế là nó chỉ chiếm ít không gian hơn ... Nó cũng đơn giản hơn so với lưỡng cực "thực".

Các bài viết trên wikipedia về lưỡng cực và đơn cực khá nhiều thông tin.

Trên thực tế, nhiều bảng mạch 433 MHz có một cuộn dây với một vài cuộn dây giữa mạch và miếng hàn được đánh dấu ANT. XD-RF-5V mà tôi đang sử dụng có ba cuộn dây có đường kính 5 mm. 5 mm x 3 x PI chiếm gần 5cm, vì vậy phần bên ngoài của ăng ten phải ở khoảng 12cm để có tổng chiều dài của lambda quý.

Tôi luôn thấy ăng-ten là ma thuật đen, nhưng đối với tôi 12cm dường như hoạt động!

Khi tính toán độ dài của các phần tử ăng ten, hãy nhớ sử dụng tốc độ lan truyền nhỏ hơn "c", vận tốc của bức xạ EM trong không gian trống. Đối với một yếu tố vận tốc, 95% là một phỏng đoán hợp lý ... số chính xác của một sợi dây đơn giản thoát khỏi tôi vào lúc này. Hơn nữa, tốc độ của bức xạ EM trong cáp đồng trục chậm hơn nhiều, và nó được liệt kê cho từng loại cáp đồng trục. 66% là một phỏng đoán công bằng. Điều này có tầm quan trọng đáng kể nếu một người đang cố gắng điều chỉnh độ dài của cáp trung chuyển ... không liên quan ở đây, nhưng đáng để nhận thức, cũng giống như vậy.

OP đã hỏi về việc sử dụng "dây dài hơn" và tôi muốn đưa ra sự thận trọng cho điểm đó. Julian nói thêm, với sự xuất sắc, OP thực sự bắt đầu với một lưỡng cực nửa sóng sử dụng nửa thứ hai ảo (trái đất, như một tấm gương) để tạo ra một ăng ten thích hợp hơn ... lưỡng cực nửa sóng. Định hướng đúng của phần tử sóng tứ giác ... dây ban đầu ... sẽ là BÌNH THƯỜNG và ỔN ĐỊNH ... tức là, để tìm ra chiếc gương đó (trái đất) mà nó phụ thuộc. Tôi không biết cấu hình này phải cao đến mức nào; có lẽ Julian có thể trả lời điều đó.

Quan trọng hơn, lưỡng cực nửa sóng là LỪA ĐẢO đối với tân sinh vì mẫu bức xạ "bánh rán" đơn giản (đa hướng) của nó, ở các góc phải và xung quanh, đối với dây. Nói cách khác, nó giao tiếp với các ăng ten khác có chung mối quan hệ ngang. Không có lợi ích theo hướng của dây ... (theo chiều dọc).

Một hiệu trưởng của "có đi có lại" nói rằng việc truyền và nhận anten chia sẻ cùng một cuốn sách quy tắc! Vâng, điều đó dễ dàng được thực hiện, trong các tình huống năng lượng thấp như thế này.

Nếu bạn bắt đầu sử dụng ăng-ten lưỡng cực dài hơn, theo bản năng bạn đang tìm kiếm "mức tăng" cao hơn. Đó không phải là điều đơn giản! Bạn NÊN tuân thủ quy tắc sử dụng độ dài tổng thể là bội số lẻ của một nửa bước sóng (giảm theo hệ số vận tốc). Nếu lưỡng cực của bạn là đối xứng, điều đó tốt cho người mới. Đây là vấn đề: Các ăng ten dài hơn có mức tăng cao hơn ... nhưng cũng có các kiểu phân tán / thu ngày càng phức tạp; iow "thùy." (1 cho lưỡng cực 1/2 bước sóng đơn giản, 3 cho lưỡng cực sóng 3/2 ... bao gồm cả hai yếu tố của lưỡng cực trong mô tả về độ dài này), v.v. Bạn phải mò mẫm các thùy này hoặc bạn sẽ làm một số vết xước nghiêm trọng phía sau của bạn, tự hỏi những gì đang xảy ra. Một lần nữa, những gì tốt cho máy phát cũng tốt cho ăng ten thu.

Sau đó là phản chiếu và màn hình. Tránh xa các vật kim loại. Nhìn lên (mọi người không bao giờ nhìn lên, ha ha) với bất kỳ ăng-ten truyền hình trên mái nhà chung nào và bạn sẽ thấy một lưỡng cực hoạt động (thông thường, được phân cực theo chiều ngang) và nhiều yếu tố phản xạ phân cực theo chiều ngang ... Ăng-ten VHF có bộ phản xạ DIPOLE trong độ dài khác nhau. Khi một con chim bồ câu ngồi trên MỘT LỚN NHẤT và làm hỏng nó, bạn có thể nhớ lại việc mất "Kênh 2" ... nếu bạn đủ tuổi để nhớ rằng mọi người thường phụ thuộc vào sóng không khí, thay vì cáp, cho truyền hình của họ xem.

Khoa học đằng sau bức xạ ăng ten là thế này: Tín hiệu truyền đi là một dòng điện xoay chiều, một sóng hình sin. Ở 0, 1/2 hoặc 180 độ và trở về 0 độ của sóng, dòng điện ở mức 0 hoặc tối thiểu. Ở các bước sóng 1/4 hoặc 90 (90 độ) và 3/4 (270 độ), dòng điện là cao nhất và bức xạ là lớn nhất. Bước sóng 1 phần tư là độ dài ăng-ten ngắn nhất sẽ phát ra tín hiệu. 3/4 và 1 1/4 và 1 3/4 và cũng là những điểm bức xạ. Đặc biệt là nhận được càng dài càng tốt. Việc điều chỉnh ăng-ten là kết quả của việc cố gắng lấy dòng điện ra khỏi máy phát trong khi truyền. Hiện tại bức xạ nhiều nhất và tín hiệu sẽ truyền đi xa hơn. Tại đó điều chỉnh tốt nhất nhận cũng sẽ làm việc tốt nhất. Khi điều chỉnh tắt, một số tín hiệu đầu ra bị phản xạ trở lại gây ra điện trở và ít bức xạ gây mất khoảng cách. Sự phù hợp này được gọi là swr của ăng ten và được biểu thị bằng tỷ lệ. Tỷ lệ càng thấp càng tốt. Một mạch điều chỉnh có thể được sử dụng để cân bằng swr của hầu hết mọi chiều dài của dây.

Đã có một số câu trả lời liên quan đến sự khác biệt giữa monopole và lưỡng cực và các mẫu khuếch đại liên quan của chúng, vì vậy tôi sẽ tăng các câu trả lời bằng một cái gì đó về sự phù hợp và đặc tính trở kháng trở kháng.$\frac{\lambda}{4}$$\frac{\lambda}{2}$

Có thể chỉ ra rằng việc truyền công suất tối đa xảy ra trong mạch DC bằng cách phân tích các mạch tương đương đơn giản và đặt đạo hàm, Điều tương tự áp dụng cho các phản ứng phù hợp liên hợp phức tạp (mạch AC với cuộn cảm và tụ điện). Máy phát của bạn có trở kháng đầu ra hiệu quả và nhờ vào hình dạng của ăng ten, vị trí so với các cấu trúc khác và các vật liệu liên quan, cũng có trở kháng phức tạp liên quan. Để truyền công suất tối đa xảy ra trở kháng phải được liên hợp phức tạp phù hợp.$\frac{dP}{dR} = 0$

Các cuộn dây trên bảng có thể là một phần của mạng phù hợp này. Hệ số phản xạ cho bạn biết có bao nhiêu năng lượng được phản hồi trở lại vào máy phát của bạn và có thể bị mất. Tùy thuộc vào mức độ khớp của bạn, bạn có thể làm giảm các thuộc tính khuếch đại của ăng ten.

Để trả lời câu hỏi của bạn, việc thay đổi độ dài của ăng-ten có thể gây ra lỗi khớp và mất nguồn. Giá trị thực của chiều dài có thể bị ảnh hưởng bởi mạng đã có trên bảng.