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。

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。

同轴电缆做馈线时,长度对驻波影响不大,但要注意阻抗和损耗;用LC 谐振计算做匹配网络,用AWG 线规换算选导线。

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。