เสาอากาศยาวคลื่น 433MHz ไตรมาส: อีกต่อไปจะดีกว่า

ฉันกำลังพยายามดำเนินโครงการ RF โดยใช้โมดูล XY-MK-5V / XY-FS:

ลิงค์ที่นี่

ปัญหาของฉันคือแม้ว่าบล็อกส่วนใหญ่และ Google ค้นหาโมดูลเหล่านี้ใช้เสาอากาศความยาวคลื่นหนึ่งในสี่ (ประมาณ 17.2 ซม.) การส่งสัญญาณของฉันแย่กว่าเมื่อฉันใช้เสาอากาศที่ยาวขึ้น เมื่อเสาอากาศมีความยาวมากกว่า 30 ซม. (ใกล้กับความยาวคลื่น 1/2) จริง ๆ แล้วฉันจะได้รับสัญญาณที่ดีกว่าในระยะที่ไกลขึ้น (7 เมตร vs 14 เมตร)

ดังนั้นคำถามของฉันคือการใช้เสาอากาศที่ยาวขึ้นนั้นแย่ขนาดไหน? มีเหตุผลสำหรับเสาอากาศที่มีความยาวคลื่น 1/4 ที่ถูกแนะนำหรือไม่?

จริงๆแล้วมันไม่ใช่เรื่องแปลก เสาอากาศโมโนโพลหนึ่งในสี่ส่วน ( l = λ / 4) ขึ้นอยู่กับระนาบสะท้อนแสงปกติที่เสาอากาศเพื่อทำหน้าที่เป็นไดโพล (เช่นเดียวกับเสาอากาศ VHF ในรถยนต์) หากไม่มีเครื่องบินลำนี้เสาอากาศคลื่นวิทยุแบบไตรมาสจะไม่ทำงานอย่างถูกต้อง

วิธีการแก้ปัญหาตามที่คุณพบคือใช้สายอากาศครึ่งคลื่นชนิดหนึ่งที่มีความยาวเท่ากับครึ่งความยาวคลื่นของสัญญาณ ( l = λ / 2)

ไม่มีอันตรายในการใช้เสาอากาศอีกต่อไป เหตุผลในการแนะนำเสาอากาศแบบคลื่นหนึ่งในสี่อาจเป็นเพราะมันมีเสาอากาศที่สูงกว่าไดโพลรวมถึงความจริงที่ว่ามันใช้พื้นที่น้อยกว่า ... มันง่ายกว่าไดโพล "ของจริง"

บทความวิกิพีเดียเกี่ยวกับไดโพลและโมโนโพลนั้นค่อนข้างให้ข้อมูล

ที่จริงแล้วแผงวงจร 433MHz จำนวนมากมีขดลวดที่มีขดลวดเล็กน้อยระหว่างวงจรและแผ่นบัดกรีที่มีเครื่องหมาย ANT XD-RF-5V ที่ฉันใช้มีสามม้วนที่มีเส้นผ่าศูนย์กลาง 5 มม. ขนาด 5mm x 3 x PI ยาวเกือบ 5 ซม. ดังนั้นส่วนภายนอกของเสาอากาศควรมีขนาดประมาณ 12 ซม. เพื่อให้มีความยาวรวมของแลมบ์ดาไตรมาส

ฉันมักจะพบว่าเสาอากาศของเวทมนตร์ดำ แต่สำหรับฉัน 12 ซม. ดูเหมือนจะทำงาน!

เมื่อคำนวณความยาวขององค์ประกอบเสาอากาศอย่าลืมใช้ความเร็วการแพร่กระจายที่น้อยกว่า "c" ความเร็วของรังสี EM ในพื้นที่ว่าง สำหรับปัจจัยด้านความเร็ว 95% เป็นการคาดเดาที่ยุติธรรม ... จำนวนเส้นลวดที่แน่นอนสามารถหนีออกมาได้ในขณะนี้ ยิ่งไปกว่านั้นความเร็วของการแผ่รังสี EM ในสายโคแอกเซียลนั้นช้ากว่ามากและมีการระบุไว้สำหรับสายโคแอกเซียลแต่ละประเภท 66% เป็นการคาดเดาที่ยุติธรรม สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างมากหากมีใครพยายามปรับความยาวของสายป้อน ... ไม่เกี่ยวข้องที่นี่ แต่คุ้มค่ากับความรู้ความเข้าใจเหมือนกัน

OP สอบถามเกี่ยวกับการใช้ "ลวดอีกต่อไป" และฉันต้องการที่จะแนะนำความระมัดระวังไปยังจุดที่ โยฮันเนสกล่าวเสริมด้วยความเป็นเลิศว่า OP นั้นเริ่มต้นจากการไดโพลแบบคลื่นสี่ส่วนที่ใช้ครึ่งผีครึ่งหลัง (โลกเป็นกระจก) เพื่อสร้างเสาอากาศที่เหมาะสมยิ่งขึ้น ... ไดโพลครึ่งคลื่น การวางแนวที่เหมาะสมขององค์ประกอบคลื่นไตรมาส ... สายเดิม ... จะเป็นแบบปกติและแบบตรง ... คือเพื่อหากระจก (โลก) ที่ขึ้นอยู่กับมัน ฉันไม่ทราบว่าการกำหนดค่านี้จะสูงกว่าดินเพียงใด บางทีโยฮันเนสก็สามารถตอบได้

ที่สำคัญกว่านั้นไดโพลแบบครึ่งคลื่นนั้นถูกยกให้เป็นนิวไฟต์เนื่องจากรูปแบบการแผ่รังสี "โดนัท" (omnidirectional) ที่เรียบง่ายที่มุมฉากและรอบ ๆ ไปยังลวด (s) กล่าวอีกนัยหนึ่งมันสื่อสารกับเสาอากาศอื่นที่ใช้ความสัมพันธ์แนวนอนร่วมกัน ไม่ได้รับทิศทางของเส้นลวดเอง ... (ในแนวตั้ง)

ครูใหญ่ของ "การแลกเปลี่ยนซึ่งกันและกัน" กล่าวว่าการส่งและรับเสาอากาศแบ่งปันหนังสือกฎเดียวกัน! ในสถานการณ์พลังงานต่ำเช่นนี้

หากคุณเริ่มใช้เสาอากาศไดโพลที่ยาวขึ้นคุณกำลังค้นหา "กำไร" โดยสัญชาตญาณ มันไม่ใช่เรื่องง่าย! คุณควรปฏิบัติตามกฎการใช้ความยาวโดยรวมที่เป็นทวีคูณคี่ของความยาวคลื่นครึ่ง (ลดลงตามปัจจัยความเร็ว) หากไดโพลของคุณสมมาตรก็ดีสำหรับมือใหม่ นี่คือการถูเสาอากาศอีกต่อไปจะได้รับสูงกว่า ... แต่ยังมีรูปแบบการกระจาย / การรับที่ซับซ้อนมากขึ้น iow "lobes" (1 สำหรับไดโพล 1/2 ความยาวคลื่นที่เรียบง่าย, 3 สำหรับไดโพลคลื่น 3/2 ... รวมทั้งองค์ประกอบของไดโพลในคำอธิบายของความยาวนี้), ฯลฯ คุณต้องคลานก้อนเหล่านี้ไม่เช่นนั้นคุณจะต้องทำ มีรอยขีดข่วนที่รุนแรงของคุณที่อยู่เบื้องหลังสงสัยว่าเกิดอะไรขึ้น สิ่งที่ดีสำหรับตัวส่งสัญญาณก็ดีสำหรับเสาอากาศรับอีกด้วย

จากนั้นก็มีภาพสะท้อนและหน้าจอ เก็บให้ห่างจากวัตถุที่เป็นโลหะ เงยหน้าขึ้นมอง (คนไม่เคยเงยหน้าขึ้นฮะ) ที่เสาอากาศโทรทัศน์บนหลังคาทั่วไปและคุณจะเห็นไดโพลที่ใช้งานอยู่ (โพลาไรซ์แนวนอนตามปกติ) และองค์ประกอบการสะท้อนแสงโพลาไรซ์แนวนอนจำนวนมาก ... ในความยาวที่แตกต่างกัน เมื่อนกพิราบนั่งอยู่บน THE LONGEST ONE และทำลายมันคุณอาจจำการสูญเสีย "Channel 2" ... ถ้าคุณโตพอที่จะจำได้ว่าผู้คนเคยพึ่งพาคลื่นลมแทนที่จะใช้สายเคเบิลสำหรับโทรทัศน์ของพวกเขา การดู

วิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังการแผ่รังสีของเสาอากาศคือ: สัญญาณที่ส่งเป็นกระแสสลับ, คลื่นไซน์ ที่ 0, 1/2 หรือ 180 องศาและกลับไปที่ 0 องศาของคลื่นกระแสเป็น 0 หรือต่ำสุด ในไตรมาสหรือ 1/4 (90 องศา) และ 3/4 (270 องศา) ความยาวคลื่นกระแสสูงสุดและรังสีมากที่สุด ความยาวคลื่น 1 ใน 4 คือความยาวของเสาอากาศที่สั้นที่สุดซึ่งจะกระจายสัญญาณ 3/4 และ 1 1/4 และ 1 3/4 และต่อ ๆ ไปเป็นจุดการแผ่รังสี โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อได้รับความยาวมากขึ้นดีกว่า การปรับจูนเสาอากาศเป็นผลมาจากการพยายามดึงเอาสัญญาณออกมาจากเครื่องส่งสัญญาณที่เป็นปัจจุบันที่สุดในขณะที่ทำการส่งสัญญาณ กระแสรังสีมากที่สุดและระยะทางที่ไกลกว่าของสัญญาณจะเดินทาง เมื่อปรับได้ดีที่สุดแล้วการรับจะทำงานได้ดีที่สุด เมื่อปรับจูนปิดสัญญาณเอาต์พุตบางส่วนจะสะท้อนกลับมาซึ่งทำให้เกิดความต้านทานและรังสีน้อยลงทำให้สูญเสียระยะทาง การจับคู่นี้เรียกว่า swr ของเสาอากาศและแสดงด้วยอัตราส่วน อัตราส่วนที่ต่ำกว่ายิ่งดี วงจรปรับแต่งสามารถใช้เพื่อปรับสมดุล swr ของความยาวส่วนใหญ่ของสายใด ๆ

มีคำตอบบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับความแตกต่างระหว่าง $\frac{\lambda}{4}$ โมโนโพลและ $\frac{\lambda}{2}$ ไดโพลและรูปแบบการได้รับที่เกี่ยวข้องดังนั้นฉันจะเพิ่มคำตอบด้วยการจับคู่อิมพิแดนซ์และอิมพิแดนซ์ลักษณะ

เป็นไปได้ที่จะแสดงว่าการถ่ายโอนพลังงานสูงสุดเกิดขึ้นในวงจร DC โดยการวิเคราะห์วงจรสมมูลอย่างง่ายและตั้งอนุพันธ์ $\frac{dP}{dR} = 0$ เช่นเดียวกับการเกิดปฏิกิริยาที่ซับซ้อนแบบสังยุค (วงจร AC ที่มีตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุ) เครื่องส่งสัญญาณของคุณมีความต้านทานเอาต์พุตที่มีประสิทธิภาพและโดยอาศัยเสาอากาศของรูปทรงเรขาคณิตที่ตั้งเทียบกับโครงสร้างอื่น ๆ และวัสดุที่เกี่ยวข้องยังมีความต้านทานที่ซับซ้อนที่เกี่ยวข้อง เพื่อให้การถ่ายโอนพลังงานสูงสุดเกิดความต้านทานจะต้องเป็นคอนจูเกตที่ซับซ้อน

ขดลวดบนกระดานอาจเป็นส่วนหนึ่งของเครือข่ายที่ตรงกันนี้ ค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนจะบอกคุณว่ากำลังสะท้อนกลับเข้าไปในเครื่องส่งสัญญาณของคุณมากแค่ไหนและอาจสูญเสียไป ขึ้นอยู่กับว่าคุณจับคู่ผิดอย่างไรคุณอาจแคระคุณสมบัติการรับของเสาอากาศ

เพื่อตอบคำถามของคุณการเปลี่ยนความยาวของเสาอากาศมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดการจับคู่ที่ผิดพลาดและสูญเสียพลังงาน มูลค่าที่แท้จริงของความยาวอาจได้รับอิทธิพลจากเครือข่ายบนบอร์ดอยู่แล้ว