antena de cuarto de onda de 433 MHz: ¿cuánto más tiempo es mejor?

En realidad, no es tan extraño. Una antena de cuarto de onda monopolo ( l = λ / 4) depende de un plano reflectivo normal a la antena para que actúe como un dipolo. (Como una antena VHF en un automóvil). Sin este plano, la antena de cuarto de onda no funcionará correctamente.

La solución, como ha encontrado, es usar un tipo de antena dipolo de media onda con una longitud igual a la mitad de la longitud de onda de la señal ( l = λ / 2).

No hay daño en usar una antena más larga. La razón para recomendar una antena de cuarto de onda es probablemente que tiene una ganancia de antena más alta que el dipolo, así como el hecho de que simplemente ocupa menos espacio ... También es más simple que un dipolo "real".

Los artículos de wikipedia en dipolos y monopoles son bastante informativos.

En realidad, muchas placas de circuito de 433 MHz tienen una bobina con unos pocos devanados entre el circuito y la almohadilla de soldadura marcada ANT. El XD-RF-5V que estoy usando tiene una bobina de tres devanados con un diámetro de 5 mm. Las cuentas PI de 5 mm x 3 x casi 5 cm, por lo que la parte externa de la antena debe ser de aproximadamente 12 cm para alcanzar una longitud total de un cuarto de lambda.

Siempre encuentro que las antenas son magia negra, ¡pero para mí, 12 cm parecieron funcionar!

Al calcular la longitud de los elementos de la antena, recuerde usar la velocidad de propagación que sea menor que "c", la velocidad de la radiación EM en el espacio libre. Para un factor de velocidad, el 95% es una suposición justa ... el número exacto de un cable simple se me escapa en este momento. Además, la velocidad de la radiación EM en un cable coaxial es mucho más lenta, y se enumera para cada tipo de cable coaxial. 66% es una suposición justa. Esto tiene una importancia dramática si uno está tratando de sintonizar una longitud de cable de alimentación ... no es relevante aquí, pero vale la pena conocerlo, de todos modos.

El OP consultó sobre el uso de un "cable más largo" y quiero introducir precaución en ese punto. Johannes agregó, con excelencia, que el OP realmente comenzó con un dipolo de cuarto de onda que usa una segunda mitad fantasma (la tierra, como un espejo) para hacer una antena más adecuada ... el dipolo de media onda. La orientación correcta del elemento de la cuarta onda ... el cable original ... sería NORMAL y RECTO ... es decir, para encontrar el espejo (la tierra) del que depende. No sé qué tan alto sobre la tierra debe ser esta configuración; Tal vez Johannes pueda responder a eso.

Y lo que es más importante, el dipolo de media onda es PERDONAR a los neófitos debido a su patrón de radiación simple "dona" (omnidireccional), en ángulos rectos y alrededor, al cable (s). En otras palabras, se comunica con otras antenas que comparten una relación horizontal mutua. No hay ganancia en la dirección del propio cable ... (verticalmente).

¡Un principal de "reciprocidad" dice que las antenas transmisoras y receptoras comparten el mismo libro de reglas! Bueno, eso se toma fácilmente, en situaciones de bajo poder como esta.

Si comienza a usar antenas dipolo más largas, está buscando instintivamente una "ganancia" más alta. ¡No es una cosa simple! DEBE seguir la regla de usar longitudes globales que son múltiplos impares de la mitad de la longitud de onda (reducido por el factor de velocidad). Si su dipolo es simétrico, eso es bueno para los principiantes. Aquí está el problema: las antenas más largas tienen mayor ganancia ... pero también tienen patrones de dispersión / recepción cada vez más complejos; iow "lóbulos". (1 para un dipolo simple de 1/2 longitud de onda, 3 para un dipolo de onda 3/2 ... incluyendo los dos elementos del dipolo en esta descripción de longitud), etc. Debe hacer una caricia en estos lóbulos o lo va a hacer un rasguño serio de su trasero, preguntándose qué está pasando. Nuevamente, lo que es bueno para el transmisor también lo es para la antena receptora.

Luego hay reflexiones y pantallas. Mantener alejado de objetos metálicos. Mire hacia arriba (la gente nunca mira hacia arriba, ja, ja) a una antena de televisión común en la azotea y verá un dipolo activo (por cierto, polarizado horizontalmente) y muchos elementos reflectantes polarizados horizontalmente ... Las antenas VHF tienen reflectores DIPOLE en diferentes longitudes. Cuando una paloma se sentó en EL MÁS LARGO y la dañó, podría recordar la pérdida del "Canal 2" ... si tiene la edad suficiente para recordar que las personas dependían de las ondas de aire, en lugar del cable, para su televisor. visita.

La ciencia detrás de la radiación de la antena es la siguiente: la señal transmitida es una corriente alterna, una onda sinusoidal. A 0, 1/2 o 180 grados, y de regreso a 0 grados de la onda, la corriente es 0 o mínima. En los trimestres o 1/4 (90 grados) y 3/4 (270 grados) de longitud de onda, la corriente es la más alta y la radiación es la más alta. 1 cuarto de longitud de onda es la longitud de antena más corta que emitirá la señal. 3/4 y 1 1/4 y 1 3/4, etc., también son puntos de radiación. Especialmente en cuanto mayor sea la longitud mejor. La sintonización de una antena es el resultado de intentar sacar la mayor cantidad de corriente del transmisor mientras se transmite. Cuanto más actual, más radiación y mayor distancia viajará la señal. En la mejor sintonía, la recepción también funcionará mejor. Cuando la sintonización está desactivada, parte de la señal de salida se refleja hacia atrás, lo que causa resistencia y menos radiación que causa pérdida de distancia. Esta coincidencia se denomina swr de la antena y se representa mediante una relación. Cuanto menor sea la relación, mejor. Se puede usar un circuito de sintonización para equilibrar el swr de casi cualquier longitud de cable.

Ya hay algunas respuestas relacionadas con las diferencias entre \ $ \ frac {\ lambda} {4} \ $ monopolo y \ $ \ frac {\ lambda} {2} \ $ dipolos y sus patrones de ganancia asociados, así que ' Aumentaré las respuestas con algo sobre la coincidencia de impedancia y la impedancia característica.

Es posible mostrar que la transferencia de potencia máxima se produce en un circuito de CC analizando circuitos equivalentes simples y estableciendo la derivada, \ $ \ frac {dP} {dR} = 0 \ $ Lo mismo se aplica a las reactancias emparejadas conjugadas complejas (AC Circuitos con inductores y condensadores). Su transmisor tiene una impedancia de salida efectiva y, en virtud de la geometría de la antena, la ubicación en relación con otras estructuras y los materiales involucrados, también tiene una impedancia compleja asociada. Para que se produzca la transferencia de potencia máxima, las impedancias deben ser complejas conjugadas.

La bobina en la placa puede ser parte de esta red coincidente. El coeficiente de reflexión le indica la cantidad de energía que se está reflejando en su transmisor y posiblemente se está perdiendo. Dependiendo de la falta de coincidencia con la que esté, es posible que empequeñezca las propiedades de ganancia de la antena.

Para responder a su pregunta, es probable que el cambio de la longitud de la antena provoque desajustes y pérdida de energía. El valor real de la longitud podría verse afectado por la red que ya se encuentra en la placa.