Antenne quart d'onde de 433 MHz: plus c'est mieux?

J'essaie de mener un projet RF en utilisant des modules XY-MK-5V / XY-FS:

lien ici

Mon problème est que même si la plupart des blogs et des recherches Google pour ces modules utilisent une antenne quart d'onde (environ 17,2 cm), ma transmission est pire que lorsque j'utilise une antenne plus longue. Lorsque l'antenne mesure plus de 30 cm (près d'une demi-longueur d'onde), j'obtiens en fait une meilleure réception à de plus longues distances. (7 mètres vs 14 mètres)

Ma question est donc: à quel point est-il mauvais d'utiliser des antennes plus longues? Y a-t-il une raison pour laquelle les antennes de longueur d'onde 1/4 sont recommandées?

En fait, ce n'est pas si étrange. Une antenne monopolaire quart d'onde ( l = λ / 4) dépend d'un plan réfléchissant normal à l'antenne pour agir comme dipôle. (Comme une antenne VHF sur une voiture.) Sans cet avion, l'antenne quart d'onde ne fonctionnera pas correctement.

La solution, comme vous l'avez trouvée, consiste à utiliser une sorte d' antenne dipôle demi-onde d'une longueur égale à la moitié de la longueur d'onde du signal ( l = λ / 2).

Il n'y a aucun mal à utiliser une antenne plus longue. La raison de recommander une antenne quart d'onde est probablement qu'elle a un gain d'antenne plus élevé que le dipôle, ainsi que le fait qu'elle prend simplement moins de place ... C'est aussi plus simple qu'un dipôle "réel".

Les articles de wikipedia sur les dipôles et monopôles sont assez informatifs.

En fait, de nombreuses cartes de circuit imprimé à 433 MHz ont une bobine avec quelques enroulements entre le circuit et le plot de soudure marqué ANT. Le XD-RF-5V que j'utilise a une bobine à trois enroulements d'un diamètre de 5 mm. 5 mm x 3 x PI représentent près de 5 cm, donc la partie externe de l'antenne devrait être d'environ 12 cm pour atteindre une longueur totale de quart de lambda.

Je trouve toujours que les antennes sont de la magie noire, mais pour moi, 12 cm semblait fonctionner!

Lors du calcul de la longueur des éléments d'antenne, n'oubliez pas d'utiliser une vitesse de propagation inférieure à "c", la vitesse du rayonnement EM dans l'espace libre. Pour un facteur de vitesse, 95% est une estimation juste ... le nombre exact d'un simple fil m'échappe pour le moment. De plus, la vitesse du rayonnement EM dans un câble coaxial est beaucoup plus lente, et elle est répertoriée pour chaque type de câble coaxial. 66% est une estimation juste. Cela a une importance dramatique si l'on essaie de régler une longueur de câble d'alimentation ... pas pertinent ici, mais mérite d'être pris en compte, tout de même.

Le PO a demandé à utiliser un «fil plus long» et je tiens à faire preuve de prudence à ce sujet. Johannes a ajouté, avec excellence, que l'OP a vraiment commencé avec un dipôle quart d'onde qui utilise une seconde moitié fantôme (la terre, comme un miroir) pour créer une antenne plus appropriée ... le dipôle demi-onde. L'orientation correcte de l'élément quart d'onde ... le fil d'origine ... serait NORMAL et DROIT ... c'est-à-dire de manière à trouver le miroir (la terre) dont il dépend. Je ne sais pas à quelle hauteur au-dessus de la terre cette configuration doit être; Johannes peut peut-être répondre à cela.

Plus important encore, le dipôle demi-onde pardonne aux néophytes en raison de son schéma de rayonnement "en anneau" (omnidirectionnel) simple, à angle droit et tout autour, vers le (s) fil (s). En d'autres termes, il communique avec d'autres antennes qui partagent une relation horizontale mutuelle. Il n'y a aucun gain dans la direction du fil lui-même ... (verticalement).

Un principe de «réciprocité» dit que les antennes d'émission et de réception partagent le même livre de règles! Eh bien, c'est facile à prendre, dans des situations de faible puissance comme celle-ci.

Si vous commencez à utiliser des antennes dipôles plus longues, vous recherchez instinctivement un "gain" plus élevé. Ce n'est pas simple! Vous DEVRIEZ adhérer à la règle d'utilisation de longueurs globales qui sont des multiples impairs de demi-longueur d'onde (réduits par le facteur de vitesse). Si votre dipôle est symétrique, c'est bon pour les novices. Voici le hic: les antennes plus longues ont un gain plus élevé ... mais ont également des modèles de dispersion / réception de plus en plus complexes; iow "lobes". (1 pour un dipôle simple 1/2 longueur d'onde, 3 pour un dipôle 3/2 ondes ... y compris les deux éléments du dipôle dans cette description de la longueur), etc. Vous devez grok ces lobes ou vous allez faire quelques égratignures sérieuses de votre derrière, se demandant ce qui se passe. Encore une fois, ce qui est bon pour l'émetteur l'est aussi pour l'antenne de réception.

Ensuite, il y a des reflets et des écrans. Tenir éloigné des objets métalliques. Regardez (les gens ne regardent jamais, ha, ha) n'importe quelle antenne de télévision commune sur le toit et vous verrez un dipôle actif (polarisé horizontalement, en passant), et de nombreux éléments réfléchissants polarisés horizontalement ... Les antennes VHF ont des réflecteurs DIPOLE en différentes longueurs. Quand un pigeon s'est assis sur THE LONGEST ONE et l'a endommagé, vous vous souvenez peut-être de la perte de "Channel 2" ... si vous êtes assez vieux pour vous souvenir que les gens dépendaient des ondes, plutôt que du câble, pour leur télévision visualisation.

La science derrière le rayonnement de l'antenne est la suivante: le signal transmis est un courant alternatif, une onde sinusoïdale. À 0, 1/2 ou 180 degrés, et de retour à 0 degrés de l'onde, le courant est à 0 ou au minimum. Aux quarts ou 1/4 (90 degrés) et 3/4 (270 degrés) de longueur d'onde, le courant est le plus élevé et le rayonnement est le plus grand. Un quart de longueur d'onde est la longueur d'antenne la plus courte qui rayonnera le signal. 3/4 et 1 1/4 et 1 3/4 et ainsi de suite sont également des points de rayonnement. Surtout sur recevoir le plus de longueur le mieux. Le réglage d'une antenne est le résultat de la tentative de tirer le maximum de courant de l'émetteur pendant la transmission. Le plus courant, le plus de rayonnement et la plus grande distance parcourue par le signal. À ce meilleur réglage, la réception fonctionnera également mieux. Lorsque l'accordage est désactivé, une partie du signal de sortie est réfléchie, ce qui provoque une résistance et moins de rayonnement entraînant une perte de distance. Cette adaptation est appelée le swr de l'antenne et est représentée par un rapport. Plus le rapport est bas, mieux c'est. Un circuit de réglage peut être utilisé pour équilibrer le swr de la plupart des longueurs de fil.

$\frac{\lambda}{4}$$\frac{\lambda}{2}$

$\frac{dP}{dR} = 0$

La bobine de la carte peut faire partie de ce réseau correspondant. Le coefficient de réflexion vous indique la quantité d'énergie réfléchie dans votre émetteur et éventuellement perdue. En fonction de votre inadéquation, vous pouvez éclipser les propriétés de gain de l'antenne.

Pour répondre à votre question, la modification de la longueur de l'antenne est susceptible d'entraîner un décalage et une perte de puissance. La valeur réelle de la longueur peut être influencée par le réseau déjà sur la carte.