433MHz 1/4 파장 안테나 : 더 길수록 좋습니다?

XY-MK-5V / XY-FS 모듈을 사용하여 RF 프로젝트를 수행하려고합니다.

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내 문제는 대부분의 블로그와 이러한 모듈에 대한 Google 검색에서 1/4 파장 안테나 (약 17.2cm)를 사용하지만 더 긴 안테나를 사용할 때보 다 전송 속도가 나쁘다는 것입니다. 안테나가 30cm보다 길면 (파장 1/2에 근접) 실제로는 더 긴 범위에서 더 잘 수신됩니다. (7 미터 vs 14 미터)

그래서 제 질문은 더 긴 안테나를 사용하는 것이 얼마나 나쁜가요? 1/4 파장 안테나가 권장되는 이유가 있습니까?

사실, 그렇게 이상하지 않습니다. 1/4 파장 모노폴 안테나 ( L = λ / 4)의 다이폴로서 작용하는 안테나에 수직 한면 반사에 의존한다. (차량의 VHF 안테나처럼)이 평면이 없으면 1/4 파 안테나가 제대로 작동하지 않습니다.

해결책 은 신호 파장의 절반과 동일한 길이 ( l = λ / 2) 의 반 파장 다이폴 안테나 를 사용하는 것입니다 .

더 긴 안테나를 사용하면 아무런 해가 없습니다. 1/4 파 안테나를 권장하는 이유는 아마도 다이폴보다 안테나 이득이 높을뿐 아니라 공간을 덜 차지한다는 사실 일 것입니다. 또한 "실제"다이폴보다 간단합니다.

쌍극자 및 단극 에 대한 위키 백과 기사 는 매우 유익합니다.

실제로, 많은 433MHz 회로 보드에는 회로와 ANT로 표시된 솔더 패드 사이에 약간의 권선이있는 코일이 있습니다. 내가 사용하는 XD-RF-5V에는 5mm 직경의 3 개의 권선 코일이 있습니다. 5mm x 3 x PI는 거의 5cm를 차지하므로 안테나의 외부 부분은 약 1 / 4cm 정도가되어야합니다.

나는 항상 안테나가 흑 마법이라는 것을 알지만 12cm가 작동하는 것 같습니다!

안테나 요소의 길이를 계산할 때는 자유 공간에서 EM 방사선의 속도 인 "c"보다 작은 전파 속도를 사용해야합니다. 속도 계수의 경우 95 %는 공정한 추측입니다 ... 단순한 와이어의 정확한 수는 현재 나를 탈출합니다. 또한 동축 케이블에서 EM 방사선의 속도는 훨씬 느리며 각 유형의 동축 케이블에 대해 나열됩니다. 66 %는 공정한 추측입니다. 피더 케이블의 길이를 조정하려고 할 때 이것은 매우 중요합니다. 여기서는 관련이 없지만 인식할만한 가치가 있습니다.

OP는 "더 긴 와이어"사용에 대해 문의했으며 그 시점에주의를 기울이고 싶습니다. Johannes는 또한 OP가 실제로 팬텀 후반 (반경으로 지구)을 사용하여보다 적절한 안테나 인 반 파장 다이폴을 만드는 1/4 파 쌍극자로 시작했다고 덧붙였습니다. 1/4 파 요소 (원래 와이어)의 올바른 방향은 NORMAL과 STRAIGHT ... 즉, 그에 의존하는 거울 (지구)을 찾는 것입니다. 나는이 구성이 지구보다 얼마나 높을 지 모른다. 아마 Johannes가 대답 할 수있을 것입니다.

더 중요한 것은 반 파장 쌍극자가 단순한 "도넛 형"(전 방향성) 방사 패턴으로 직각 및 사방으로 전선에 신 생물에 영향을 미친다는 점입니다. 즉, 상호 수평 관계를 공유하는 다른 안테나와 통신합니다. 와이어 자체의 방향에는 이득이 없습니다 ... (수직).

"호혜성"의 교장에 따르면 송수신 안테나는 동일한 규칙 책을 공유합니다! 이런 저전력 상황에서는 쉽게 수행 할 수 있습니다.

더 긴 다이폴 안테나를 사용하기 시작하면 본능적으로 더 높은 "게인"을 찾고있는 것입니다. 간단한 일이 아닙니다! 반 파장의 홀수 배 (속도 계수로 감소) 인 전체 길이를 사용하는 규칙을 준수해야합니다. 쌍극자가 대칭이면 초보자에게 좋습니다. 문지름은 다음과 같습니다. 더 긴 안테나는 더 높은 이득을 갖지만 점점 더 복잡한 분산 / 수신 패턴을 갖습니다. "로브" (1/2 파장 다이폴의 경우 1, 3/2 파 디풀의 경우 3,이 길이 설명에서 쌍극자의 두 요소 포함) 등.이 로브를 움켜 쥐거나해야 할 일 무슨 일이 일어나고 있는지 궁금해하는 등 뒤에서 긁힌 자국. 다시 말하지만, 송신기에 좋은 것은 수신 안테나에도 좋습니다.

그런 다음 반사와 화면이 있습니다. 금속 물체 가까이에 두지 마십시오. 일반적인 옥상 텔레비전 안테나를 쳐다 보면 (사람들은 절대 쳐다 보지 않아도됩니다) 활성 쌍극자 (일반적으로 수평으로 편광 됨)와 많은 수평 편광 반사 요소가 보입니다 ... VHF 안테나에는 DIPOLE 반사기가 있습니다 다른 길이로. 비둘기가 가장 긴 자리에 앉아 손상을 입었을 때, 사람들이 텔레비전을 위해 케이블이 아닌 전파에 의존 했었다는 것을 기억할만큼 나이가 들면 "채널 2"의 손실을 기억할 수 있습니다. 보기.

안테나 방사선의 과학은 다음과 같습니다. 전송 된 신호는 교류, 사인파입니다. 파도의 0도, 1/2도 또는 180도에서 다시 0도까지 전류는 0 또는 최소입니다. 1/4 또는 1/4 (90도) 및 3/4 (270도) 파장에서 전류가 가장 높고 방사선이 가장 큽니다. 1/4 파장은 신호를 방출하는 가장 짧은 안테나 길이입니다. 3/4 및 1 1/4 및 1 3/4 등도 방사 점입니다. 특히 길이가 길수록 좋습니다. 안테나의 튜닝은 전송하는 동안 송신기에서 가장 많은 전류를 얻으려고 시도한 결과입니다. 신호가 이동할 가장 많은 전류와 더 넓은 거리. 최상의 튜닝에서 수신도 가장 잘 작동합니다. 튜닝이 꺼져 있으면 일부 출력 신호가 다시 반사되어 저항이 발생하고 방사선이 줄어들어 거리 손실이 발생합니다. 이 일치를 안테나의 swr이라고하며 비율로 표시됩니다. 비율이 낮을수록 좋습니다. 튜닝 회로를 사용하여 대부분의 모든 길이의 와이어의 swr 균형을 맞출 수 있습니다.

차이점에 대한 답변이 이미 있습니다. $\frac{\lambda}{4}$ 독점과 $\frac{\lambda}{2}$ 쌍극자 및 관련 이득 패턴이 있으므로 임피던스 정합 및 특성 임피던스에 대한 답변으로 답변을 보강하겠습니다.

간단한 등가 회로를 분석하고 미분을 설정하여 DC 회로에서 최대 전력 전송이 발생 함을 보여줄 수 있습니다. $\frac{dP}{dR} = 0$ 복잡한 공액 정합 리액턴스 (인덕터 및 커패시터가있는 AC 회로)에도 동일하게 적용됩니다. 송신기는 효과적인 출력 임피던스를 가지며 안테나 구조로 인해 다른 구조물과 관련된 위치 및 관련 재료에도 복잡한 임피던스가 있습니다. 최대 전력 전송이 발생하려면 임피던스가 복잡한 공액 정합이어야합니다.

보드의 코일은이 일치 네트워크의 일부일 수 있습니다. 반사 계수는 송신기에 반사되어 손실 될 수있는 전력량을 알려줍니다. 일치하지 않는 정도에 따라 안테나의 게인 속성이 왜곡 될 수 있습니다.

귀하의 질문에 대답하기 위해, 안테나 길이를 변경하면 불일치 및 전력 손실이 발생할 수 있습니다. 길이의 실제 값은 이미 보드에있는 네트워크의 영향을받을 수 있습니다.