433MHz四分之一波长天线：越长越好？

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我正在尝试使用XY-MK-5V / XY-FS模块进行RF项目：

我的问题是，即使大多数博客和Google搜索这些模块的天线都使用四分之一波长天线（大约17.2厘米），但与使用更长的天线相比，我的传输情况更糟。当天线长于30厘米（接近1/2波长）时，实际上在更长的范围内可以获得更好的接收效果。（7米和14米）

所以我的问题是，使用更长的天线有多严重？是否有理由建议使用1/4波长的天线？

rf antenna 433mhz

— Parakmiakos
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“更长”多少钱？您是否检查了无线电模块需要的天线长度。他们似乎说接收器32厘米，发射器25厘米。考虑到这一点，以及引用其重复频率的异常现象（加上它是ebay的一项），您真的可以确定自己在434MHz下工作吗？

— 安迪（aka）2014年

可以针对较短的天线调整模块。尝试将长度缩短到10厘米或更短。范围是缩小还是增加？

— Bruce Abbott 2014年

我尝试过34厘米长，然后尝试22厘米，然后再尝试17.2厘米。我矮一点似乎更糟。我会在10厘米以下尝试，并让您知道。

— parakmiakos 2014年

顺便说一句，我在杂项中发现了相同的经验信息（关于XY比“λ/ 4”更长的“完美”天线）。的位置，常常是一个简单的错误或巧合（请记住，即使数据表提供的值也不同于lambda / 4！），所以这里可能存在一些“魔术”……我怀疑这种情况天线（您是否使用绝缘电线？）及其形状（直形还是螺旋形）是这里的主要因素，因为它会影响“完美长度”。

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与许多人一样，我开始使用1/4λ天线，但实际上效果很差。现在，我正在使用此天线：arduinodiy.wordpress.com/2015/07/25/coil-loaded-433-mhz-antenna，覆盖范围明显更好。我不知道其背后的科学知识，但是覆盖范围的增加是惊人的

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实际上，这并不奇怪。甲四分之一波长单极天线（升 =λ/ 4）取决于垂直于天线作为偶极的反射平面。（就像汽车上的VHF天线一样。）没有该平面，四分之一波天线将无法正常工作。

如您所见，解决方案是使用一种半波偶极子天线，其长度等于信号波长的一半（l =λ/ 2）。

使用更长的天线没有任何危害。推荐使用四分之一波天线的原因可能是它的天线增益比偶极子高，而且它只占用更少的空间……它也比“真实的”偶极子简单。

维基百科有关偶极子和单极子的非常有用。

— 约翰尼斯
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“使用更长的天线没有害处。” 真？我以为信号强度在某些长度上会消失吗？

— endolith'7

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实际上，许多433MHz电路板的线圈在电路和标有ANT的焊盘之间带有一些绕组。我使用的XD-RF-5V具有直径为5mm的三个绕组线圈。5mm x 3x PI约占5cm，因此天线的外部部分应在12cm左右，以达到四分之一λ的总长度。

我总是觉得天线是黑魔法，但对我来说12厘米似乎可以用！

— 贝特
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但是线圈不是天线的一部分。这是一个线圈。

— 约翰内斯

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在计算天线元件的长度时，请记住使用小于“ c”的传播速度，即自由空间中电磁辐射的速度。对于速度因数，95％是一个合理的猜测……简单的电线的确切数量此刻逃脱了我。此外，同轴电缆中的EM辐射速度要慢得多，并且针对每种类型的同轴电缆都列出了该速度。66％是一个合理的猜测。如果要尝试调整馈线的长度，则这具有非常重要的意义……这里无关紧要，但值得一提。

OP询问是否要使用“更长的电线”，对此我要格外小心。Johannes出色地补充说，OP真正开始于四分之一波偶极子，它使用幻影的后半部分（地球，作为镜子）来制作更合适的天线...半波偶极子。四分之一波元件的正确方向……原始导线……应为“正常”和“直线”……也就是说，以便找到它所依赖的那个镜子（地球）。我不知道这种配置必须在地上多高。约翰内斯也许可以回答这个问题。

更重要的是，半波偶极子对新生植物是宽容的，这是因为半波偶极子与电线成直角并围绕电线具有简单的“甜甜圈”（全向）辐射图。换句话说，它与共享相互水平关系的其他天线通信。导线本身的方向没有增益（垂直）。

“互惠”的原则说，发送和接收天线共享同一规则书！好吧，在这样的低功耗情况下，这很容易实现。

如果您开始使用更长的偶极天线，则本能地在寻找更高的“增益”。这不是一件简单的事情！您应该遵守使用总长度为半个波长的奇数倍（由速度因子减小）的规则。如果您的偶极子是对称的，那么对新手来说是个好选择。这就是问题所在：更长的天线具有更高的增益...但散布/接收模式也越来越复杂；哇！（1代表简单的1/2波长偶极子，3代表3/2波偶极子……在此长度说明中包括偶极子的两个元素），等等。您必须勾住这些波瓣，否则您将要做严重划伤您的身后，想知道发生了什么。同样，对发射器有利的对接收天线也有利。

然后是反射和屏幕。远离金属物体。抬头（人们从不抬头，哈哈）在任何普通的屋顶电视天线上，您会看到一个有源偶极子（顺便说一下，是水平极化的）和许多水平极化的反射元件... VHF天线带有DIPOLE反射器在不同的长度。当一只鸽子坐在最长的那只鸽子上并对其造成损害时，您可能会想起“第2频道”的丢失……如果您年纪大到足以记住人们过去依靠电视而不是电缆来收听电波查看。

— 约翰·B
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天线辐射背后的科学是：发射信号是交流电，正弦波。在波的0、1 / 2或180度处，并回到0度时，电流为0或最小值。在四分之一或1/4（90度）和3/4（270度）波长处，电流最大，辐射最大。四分之一波长是将辐射信号的最短天线长度。3/4和1 1/4和1 3/4等也是辐射点。特别是长度越长越好。天线的调谐是尝试在发射时从发射器中获取最大电流的结果。最新的辐射最多，信号传播的距离也更大。以最佳调音效果，接收效果也将最佳。当调谐关闭时，一些输出信号会被反射回去，从而引起电阻，而较少的辐射会导致距离损失。这种匹配称为天线的swr，用比率表示。比率越低越好。调谐电路可用于平衡几乎任何长度的电线的swr。

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已经有一些答案有关 $\frac{\lambda}{4}$ 单极子和 $\frac{\lambda}{2}$ 偶极子及其相关的增益模式，因此我将通过有关阻抗匹配和特性阻抗的内容来扩大答案。

通过分析简单的等效电路并设置导数，可以证明最大功率传输发生在直流电路中， $\frac{dP}{dR} = 0$ 复数共轭匹配电抗（带有电感器和电容器的交流电路）也是如此。您的发射器具有有效的输出阻抗，并且由于天线的几何形状，相对于其他结构和所涉及材料的位置，还具有相关的复数阻抗。为了使最大功率传输发生，阻抗必须进行复共轭匹配。

板上的线圈可能是该匹配网络的一部分。反射系数告诉您有多少功率被反射回您的发射器中并可能被损耗。根据不匹配的程度，您可能会使天线的增益特性相形见war。

为了回答您的问题，改变天线的长度可能会导致不匹配和功率损耗。长度的实际值可能会受到板上已有网络的影响。

— jsr___
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