433MHzの1/4波長アンテナ：長いほど良いですか？

XY-MK-5V / XY-FSモジュールを使用してRFプロジェクトを実行しようとしています。

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私の問題は、これらのモジュールのほとんどのブログとGoogle検索が1/4波長アンテナ（約17.2cm）を使用しているにもかかわらず、より長いアンテナを使用する場合よりも送信が悪いことです。アンテナが30 cm（1/2波長に近い）より長い場合、実際にはより長い距離でより良い受信を得ます。（7メートル対14メートル）

だから私の質問は、より長いアンテナを使用することはどれほど悪いですか？1/4波長アンテナが推奨される理由はありますか？

実際、それほど奇妙なことではありません。四分の一波長モノポールアンテナ（L =λ/ 4）はダイポールとして動作するアンテナに垂直な反射面に依存しています。（車のVHFアンテナのように。）この飛行機がないと、4分の1波長アンテナは正しく機能しません。

あなたが見つけた解決策は、信号の波長の半分に等しい長さ（l =λ/ 2）の一種の半波ダイポールアンテナを使用することです。

長いアンテナを使用しても害はありません。4分の1波長アンテナを推奨する理由は、おそらくダイポールよりもアンテナゲインが高いことと、単純にスペースをとらないことです。また、「実際の」ダイポールよりも単純です。

双極子と単極子に関するウィキペディアの記事は非常に有益です。

実際、多くの433MHz回路基板には、回路とANTのマークが付いたはんだパッドの間にいくつかの巻線を備えたコイルがあります。私が使用しているXD-RF-5Vには、直径5mmの3つの巻線コイルがあります。5mm x 3 x PIはほぼ5cmを占めるので、アンテナの外側部分は、全長が1/4ラムダになるように約12cmにする必要があります。

私はいつもアンテナは黒魔術だと思っていますが、私にとっては12cmがうまくいくように思えました！

アンテナエレメントの長さを計算するときは、自由空間でのEM放射の速度である「c」より小さい伝搬速度を使用することを忘れないでください。速度係数については、95％が妥当な推測です...単純なワイヤーの正確な数は、現時点では私を免れます。さらに、同軸ケーブル内のEM放射の速度ははるかに遅く、同軸ケーブルのタイプごとにリストされています。66％はかなりの推測です。フィーダーケーブルの長さを調整しようとする場合、これは劇的な重要性を持ちます。ここでは関係ありませんが、認識しておく価値があります。

OPは「より長いワイヤ」の使用について質問しました。その点に注意を払いたいと思います。ヨハネスは、OPが実際には、より適切なアンテナを作るためにファントム後半（地球としての鏡）を使用する4分の1波長ダイポールで始まったと付け加えました...半波ダイポール。四分の一波長要素の適切な方向...元のワイヤ...は、正常で真っ直ぐになります...つまり、それが依存している鏡（地球）を見つけるために。この構成が地球からどれだけ高くなければならないかはわかりません。おそらくヨハネスはそれに答えることができます。

さらに重要なことは、半波双極子は、ワイヤーへの直角および全周での単純な「ドーナツ」（全方向性）放射パターンのために、新人にとって寛容です。つまり、相互に水平な関係を共有する他のアンテナと通信します。ワイヤ自体の方向にはゲインがありません...（垂直方向）。

「相互主義」の校長は、送信アンテナと受信アンテナが同じルールブックを共有していると言っています！まあ、このような低電力の状況では、それは簡単に理解できます。

より長いダイポールアンテナの使用を開始すると、本能的に高い「ゲイン」を探していることになります。簡単なことではありません！半波長の奇数倍である全長を使用する規則を順守する必要があります（速度係数により減少）。双極子が対称であれば、初心者に向いています。問題は次のとおりです。アンテナが長いほどゲインが高くなりますが、分散/受信パターンはますます複雑になります。iow "lobes。" （単純な1/2波長ダイポールの場合は1、3 / 2波ダイプールの場合は3 ...この長さの説明にある双極子の両方の要素を含む）など。これらのローブをなぞる必要があります。何が起こっているのか不思議に思って、後ろにひどい傷をつけます。繰り返しますが、送信機にとって良いことは、受信アンテナにとっても良いことです。

次に、反射とスクリーンがあります。金属物に近づけないでください。一般的な屋上テレビアンテナを見ると（人々は見上げません）、アクティブダイポールが1つ（通常は水平偏波）、水平偏波の反射要素が多く表示されます... VHFアンテナにはディポール反射器があります異なる長さで。ハトが最も長いものの上に座って損傷したとき、「チャンネル2」の喪失を思い出すかもしれません...テレビで人々がケーブルではなく、電波に依存していたことを思い出すのに十分な年齢なら表示しています。

アンテナ放射の背後にある科学はこれです：送信信号は交流、正弦波です。0、1 / 2、または180度で、波の0度に戻ると、電流は0または最小になります。四分の一または1/4（90度）および3/4（270度）の波長では、電流が最大になり、放射が最大になります。1/4波長は、信号を放射する最短のアンテナ長です。3/4および1 1/4および1 3/4なども放射ポイントです。特に、受信するほど長さが長ければ長いほど良いです。アンテナのチューニングは、送信中に送信機から最新の電流を取り出そうとする結果です。最も電流が多く、放射線が多く、信号が移動する距離が長くなります。その最良のチューニングでは、受信も最適に機能します。チューニングがオフの場合、出力信号の一部が反射して抵抗が生じ、放射が減少して距離が失われます。この一致はアンテナのswrと呼ばれ、比率で表されます。比率が低いほど良い。チューニング回路を使用して、ほとんどの長さのワイヤのswrのバランスを取ることができます。

違いに関するいくつかの答えがすでにあります$\frac{\lambda}{4}$$\frac{\lambda}{2}$

単純な等価回路を分析し、微分係数を設定することにより、DC回路で最大電力伝送が発生することを示すことができます。$\frac{dP}{dR} = 0$

ボード上のコイルは、このマッチングネットワークの一部である場合があります。反射係数は、送信機に反射されて失われる可能性のある電力の量を示します。自分の不一致の度合いによっては、アンテナのゲインプロパティが小さくなります。

質問に答えるために、アンテナの長さを変更すると、不一致や電力損失が発生する可能性があります。長さの実際の値は、すでにボード上にあるネットワークの影響を受ける場合があります。