天线长度计算
填频率和导线速度因子,算出单极、偶极、5/8 波长和地网的理论尺寸,作为剪线的起点。
自由空间波长
69.3 cm
导线中波长
65.8 cm
频率
433 MHz
| 形式 | 公式 | 长度 |
|---|---|---|
| 1/4 波长(单极 / 地网天线) | λ × VF ÷ 4 | 16.5 cm |
| 1/2 波长偶极子(总长) | λ × VF ÷ 2 | 32.9 cm |
| 1/2 波长偶极子(每臂) | λ × VF ÷ 4 | 16.5 cm |
| 5/8 波长(需匹配网络) | λ × VF × 5 ÷ 8 | 41.1 cm |
| 全波长环(周长) | λ × VF | 65.8 cm |
| 地网径向(每根) | λ × VF ÷ 4 | 16.5 cm |
- 长度从馈电点量到末端,不是从接头外壳量起;焊接和弯折会额外增加电长度。
- 实际谐振受地网、周边物体和安装高度影响,装好后用驻波表微调,通常要剪短 1%-5%。
- 5/8 波长的辐射角更低,但输入阻抗不是 50 欧,需要匹配网络,不能直接接馈线。
怎么算的
波长 λ = 300 ÷ 频率(MHz),单位是米,因为光速约 3×10⁸ m/s,换算成 MHz 就是 300。导线里电磁波传播得慢一点,实际长度再乘速度因子:λ × VF。
偶极子总长是半个波长,每一臂四分之一波长;单极天线取四分之一波长,但需要地网作为另一半。5/8 波长辐射角更低、增益略高,代价是输入阻抗不匹配,要加匹配网络。
常见问题
为什么算出来的长度和成品天线不一样?
成品天线会考虑外壳、地网、加感线圈和匹配网络,实际尺寸往往比自由空间计算值短。公式给的是起点,装好后用驻波表测谐振点,再按需要剪短或加长。
速度因子该填多少?
裸铜线在空气中约 0.95,带薄绝缘皮 0.93 左右,同轴电缆看厂家参数(常见 0.66-0.85)。不确定时先用 0.95,实测后再修正。
1/4 波长天线为什么需要地网?
单极天线把地网当作另一半振子,没有地网就没有完整的电流回路,驻波会很高、辐射效率也差。地网径向长度同样取 1/4 波长,至少三根,越多越接近理想地。
5/8 波长为什么不能直接接馈线?
它的输入阻抗不是纯 50Ω,带有感抗,直接接驻波会很高。需要加匹配网络(比如电感抽头或 LC 匹配)才能和 50Ω 馈线匹配,效率才上得去。
频率越高天线越短吗?
是的,波长和频率成反比。433MHz 的 1/4 波长约 16 厘米,2.4GHz 只有 3 厘米左右。到了毫米波,天线直接做在 PCB 上,尺寸精度要求到 0.1 毫米。
天线越短增益越低吗?
不一定。增益取决于辐射方向和效率,不只看尺寸。缩短的天线通常效率更低,但八木、平板这类定向天线可以在小尺寸下获得较高增益,代价是对准方向要求高。