433 мгц длина волны

Я пытаюсь выполнить проект RF с использованием модулей XY-MK-5V / XY-FS:

Моя проблема в том, что, хотя большинство блогов и поисковиков Google для этих модулей используют антенну четвертьволновой длины (примерно 17,2 см), моя передача хуже, чем когда я использую более длинную антенну. Когда антенна длиннее 30 см (около 1/2 длины волны), я на самом деле получаю лучший прием на больших расстояниях. (7 метров против 14 метров)

Итак, мой вопрос: насколько плохо использовать более длинные антенны? Есть ли причина для антенн с длиной волны 1/4?

Сколько стоит «дольше»? Вы проверили, какие радиомодули нужны для длины антенны. Похоже, они говорят 32 см для приемника и 25 см для передатчика. Имея это в виду, а также аномалию в цитировании их соответствующих частот (плюс это элемент ebay), вы действительно можете быть уверены, что работаете на частоте 434 МГц?

Модули могут быть настроены на более короткую антенну. Попробуйте сократить длину до 10 см или меньше. Диапазон уменьшается или увеличивается?

Я пробовал 34 см в длину, затем на 22 см, а затем на 17,2 см. Казалось, что чем хуже я становился, тем хуже. Я попробую под 10 см и дам вам знать.

Кстати, я нашел ту же эмпирическую информацию (о том, что «идеальная» антенна для XY длиннее лямбда / 4) в misc. места, слишком часто, чтобы быть простой ошибкой или совпадением (заметьте, даже таблица данных предоставляет значение, отличное от лямбда / 4!), так что вполне возможно, что здесь происходит какая-то «магия» . Я подозреваю, что Антенна (вы используете изолированный провод?) и ее форма (прямая или спиральная) является основным фактором, поскольку она может влиять на «идеальную длину».

Как и многие, я начал использовать 1/4 лямбда-антенну и на самом деле имел довольно плохие результаты. Теперь я использую этот : arduinodiy.wordpress.com/2015/07/25/coil-loaded-433-mhz-antenna и значительно лучше охват. Я не знаю науки, стоящей за этим, но увеличение пройденного расстояния было замечательным

На самом деле, это не так странно. Четвертьволновой монопольный антенны ( л = λ / 4) зависит от отражающей плоскости , нормальной к антенне , чтобы выступать в качестве диполя. (Подобно ОВЧ-антенне на автомобиле.) Без этой плоскости четвертьволновая антенна не будет работать должным образом.

Как вы обнаружили, решение состоит в том, чтобы использовать полуволновую дипольную антенну с длиной, равной половине длины волны сигнала ( l = λ / 2).

Использование более длинной антенны не повредит. Причина рекомендации четвертьволновой антенны, вероятно, состоит в том, что она имеет более высокое усиление антенны, чем диполь, а также в том, что она просто занимает меньше места . Она также проще, чем «настоящий» диполь.

Статьи в Википедии о диполях и монополях довольно информативны.

«Использование более длинной антенны не повредит». В самом деле? Я думал, что сила сигнала обнуляется на определенных длинах?

Так ВОТ для чего антенны делают в виде СПИРАЛИ.

На самом деле, многие монтажные платы с частотой 433 МГц имеют катушку с несколькими обмотками между схемой и контактной площадкой с маркировкой ANT. Я использую XD-RF-5V с трехобмоточной катушкой диаметром 5 мм. 5 мм x 3 x PI составляют почти 5 см, поэтому внешняя часть антенны должна составлять около 12 см, чтобы общая длина составляла четверть лямбды.

Я всегда нахожу антенны черной магией, но мне показалось, что 12см работает!

Но катушка не является частью антенны. Это катушка.

При расчете длины антенных элементов не забывайте использовать скорость распространения, которая меньше «c», скорости электромагнитного излучения в свободном пространстве. Для фактора скорости 95% — это правильное предположение . точное число простых проводов ускользает от меня в данный момент. Кроме того, скорость электромагнитного излучения в коаксиальном кабеле значительно ниже, и она указана для каждого типа коаксиального кабеля. 66% — это правильное предположение. Это имеет огромное значение, если вы пытаетесь настроить длину фидерного кабеля . это не имеет отношения к делу, но стоит знать, все равно.

ОП спросила об использовании «более длинного провода», и я хочу предостеречь нас об этом. Йоханнес с превосходством добавил, что ОП действительно начинался с четвертьволнового диполя, который использует фантомную вторую половину (землю, как зеркало), чтобы сделать более подходящую антенну . полуволновой диполь. Правильная ориентация четвертьволнового элемента . исходного провода . была бы НОРМАЛЬНОЙ и ПРЯМОЙ . то есть, чтобы найти то зеркало (землю), от которого оно зависит. Я не знаю, как высоко над землей эта конфигурация должна быть; возможно, Йоханнес может ответить на это.

Что еще более важно, полуволновой диполь прощает неофитов из-за его простой «пончик» (всенаправленная) диаграмма направленности, под прямыми углами и вокруг, к проводу (ам). Другими словами, он связывается с другими антеннами, которые имеют взаимные горизонтальные отношения. Там нет усиления в направлении самого провода . (вертикально).

Принцип «взаимности» говорит, что передающая и приемная антенны используют одну и ту же книгу правил! Ну, это легко принять в ситуациях с низким энергопотреблением, как это.

Если вы начинаете использовать более длинные дипольные антенны, вы инстинктивно ищете более высокий «коэффициент усиления». Это не простая вещь! Вы ДОЛЖНЫ придерживаться правила использования общих длин, которые кратны половине длины волны (уменьшается на коэффициент скорости). Если ваш диполь симметричен, это хорошо для новичков. Суть в следующем: более длинные антенны имеют более высокий коэффициент усиления . но также имеют все более сложные схемы дисперсии / приема; iow «доли». (1 для простого диполя на 1/2 длины волны, 3 для диполя на 3/2 волны . включая оба элемента диполя в этом описании длины) и т. Д. Вы должны ухватиться за эти доли, или вы собираетесь это делать некоторые серьезные царапины на спине, интересно, что происходит. Опять же, то, что хорошо для передатчика, хорошо и для приемной антенны.

Тогда есть отражения и экраны. Хранить вдали от металлических предметов. Посмотрите вверх (люди никогда не смотрят вверх, ха-ха) на любую обычную телевизионную антенну на крыше, и вы увидите один активный диполь (кстати, как правило, горизонтально поляризованный) и множество отражающих элементов с горизонтальной поляризацией . Антенны УКВ имеют отражатели DIPOLE в РАЗНЫХ длинах. Когда голубь сидел на «Дольше всего» и повредил его, вы можете вспомнить потерю «Канала 2» . если вы достаточно взрослые, чтобы помнить, что люди привыкли зависеть от воздушных волн, а не от кабельного телевидения. просмотр.

Наука, стоящая за излучением антенны, такова: передаваемый сигнал — это переменный ток, синусоида. При 0, 1/2 или 180 градусах и при возврате к 0 градусам волны ток равен 0 или минимум. При длине волны четверти или 1/4 (90 градусов) и 3/4 (270 градусов) ток максимальный, а излучение наибольшее. 1 четверть длины волны — это самая короткая длина антенны, которая будет излучать сигнал. 3/4 и 1 1/4 и 1 3/4 и т. Д. Также являются точками излучения. Особенно на получение больше длины, тем лучше. Настройка антенны является результатом попытки получить максимальный ток от передатчика во время передачи. Наибольшее ток наибольшее излучение и большее расстояние, которое будет проходить сигнал. При этом лучшая настройка, прием также будет работать лучше всего. Когда настройка выключена, часть выходного сигнала отражается обратно, вызывая сопротивление, а меньшее излучение вызывает потерю расстояния. Это согласование называется СВЧ антенны и представлено отношением. Чем ниже соотношение, тем лучше. Конфигурационная схема может использоваться для балансировки КСВ практически любой длины провода.

Уже есть некоторые ответы, касающиеся различий между λ 4 монополь и λ 2 диполей и связанных с ними схем усиления, поэтому я дополню ответы кое-чем о согласовании импедансов и характеристическом импедансе.

Можно показать, что максимальная передача мощности происходит в цепи постоянного тока, анализируя простые эквивалентные схемы и устанавливая производную, d п d р знак равно 0 То же самое относится к сопряженным сопряженным реактивным сопротивлениям (цепи переменного тока с индукторами и конденсаторами). Ваш передатчик имеет эффективный выходной импеданс, и в силу геометрии антенны расположение относительно других структур и используемых материалов также имеет связанный комплексный импеданс. Для того чтобы максимальная передача мощности имела место, импедансы должны быть согласованы по комплексу сопряженных.

Катушка на плате может быть частью этой соответствующей сети. Коэффициент отражения говорит вам, сколько энергии отражается обратно в ваш передатчик и, возможно, теряется. В зависимости от вашего несоответствия, вы можете уменьшить характеристики усиления антенны.

Чтобы ответить на ваш вопрос, изменение длины антенны может вызвать несоответствие и потерю мощности. Фактическое значение длины может зависеть от сети, уже находящейся на плате.

Радиотехника или LPD/PRM мания ч.4

Умные люди наконец-то объяснили доступным языком, что дальность связи, которая не даёт мне покоя, это не величина определяемая путем колдовства или шаманства, а это величина, которая получается путем решения системы уравнений, в которую подставляется выходная мощность передатчиков, чувствительность приемников, ограниченная шумами, коэффициент усиления антенн и еще несколько факторов. Нормальный чайник, вроде меня, на практике может управлять только одним параметром — коэффициентом усиления антенны. Все остальные параметры у доступных простым людям раций примерно одинаковы.

Дальше я дословно цитирую логику невербальных рассуждений с некоторым избытком информации:
«Вспомним, из курса физики, что палка длиной в четверть волны имеет коэффициент усиления 0 дБ.

1. Длина волны СиБи 27 МГц = 11 метров, четверть длины волны = 2,75 метра, антенны короче 2,75 метра с точки зрения физики — дрянь, никакого коэффициента усиления у них нет, есть сплошное затухание :), и не важно, 2 метра она, или 1,5 метра. А геморроя больше с длинной. В общем, какую СиБи антенну не поставь — дела не важные.

2. На 144 МГц уже веселее: длина волны = 2 метра, четверть = 50 см. Поставить легче, можно даже коллинеарную антенну 2 х 1/4 соорудить, будет метр высоты и при этом +3 дБ, все равно что мощность в два раза подняли, уже прибавка пошла.

3. На 433 МГц длина волны 70 см, четверть = 17,5 см, метровая палка получается уже что-то совсем серьезное, типа 5 х 1/4, тут уже можно около 6 дБ снять, считай в 4 раза мощность выросла! И все это при равных габаритах антенны!

На портативных радиостанциях все вышеописанное еще актуальнее, потому что антенна в 17,5 см на СиБи портативке это ерунда, а на портативке на 433 МГц антенна 17,5 см — это самая настоящая полноценная антенна.

т.е. чем выше частота, тем эффективнее антенную систему можно сделать в тех же габаритах. А всякие глупости, что в лесу лучше 144 мГц, на рыбалке 433 мГц, в горах 27 МГц — лучше забыть. Менты и прочие службы постоянно лезут вверх по частотам, уже на 800 МГц залезли во всякие ТЕТРЫ, а сотовые телефоны за 2 ГГц ушли, и ничего так звонят себе, хоть в лесу, хоть в поле.».

Имея на своем Бао антенну длинной 17 см., мне сразу пришла в голову мысль рассчитать обратным счетом оптимальную длину волны передатчика. Пренебрегая условиями среды распространения волн, скорость света разделим на четыре антенных длинны и переведём это всё в Mhz = 299729458/0,68/1000000 = 440,7786147 Mhz. Всё здорово, только это за пределами LPD и PMR! Надо крутить «антенну», но куда и как, совершенно не понятно.

Профи посоветовали измерить КСВ и сразу станет ясно, что делать. Что такое КСВ и для чего он нужен, процитирую ниже:

«Рассмотрим это понятие на простом примере насоса, качающего воду; шланга, который подключен к выходу насоса, и насадки на конце шланга, которая нужна чтобы сделать далеко бьющую струю. Насос — передатчик, шланг — кабель, насадка — антенна. Если насос качает воды много, а дырка в насадке на конце шланга узенькая, то струя будет бить далеко, но в шланге образуется «стоячая волна», насос будет греться и сгорит, а если дырка в насадке будет слишком большой, то струя будет бить на малое расстояние, а насос крутиться практически вхолостую, без нагрузки, начнется сухой ход и снова насос сгорит. Подобрать диаметр дырки в насадке нужно так, чтоб вся вода, подаваемая насосом, изливалась во вне, но при этом на максимально дальнее расстояние. Такой режим работы системы и будет режимом с минимальным КСВ: застоя воды нет, льется хорошо и далеко»…

Вывод простой, чем ближе КСВ к единице, тем лучше для всех.)

И вот теперь квинтэссенция поста — КСВ штатной антенны Baofeng UV-82:
В диапазоне 2 м:
Муляж радиостанции в руке, перед лицом:
КСВ=1,48 резонанс 145.300
КСВ=1,5 полоса 142.000 — 148.100 МГц.
КСВ=2,0 полоса 138.100 — 152.400 Мгц.
КСВ=3,0 полоса 132.000 — 157.500 МГц.

Муляж радиостанции на плече, антенна возвышается над плечом:
КСВ=1.2 резонанс 138.500 Мгц.
КСВ=1,5 полоса 135.300 — 143.800 МГц.

В диапазоне 70 см:
Муляж радиостанции в руке, перед лицом:
КСВ=1,25 полоса 441.700 — 456.400 Мгц.
КСВ=1,5 полоса 430.000 — 470.000 МГц.

Муляж радиостанции на плече, антенна возвышается над плечом:
КСВ=1,1 резонанс 433.900 Мгц.
КСВ=1,2 Полоса 426.600 — 445.600 Мгц.
КСВ=1,5 Полоса 414.500 — 466.200 Мгц.

Диапазон 2 м нам мало интересен, это явно не для чайников, а вот в диапазоне 70 см. видно, что вся сетка PMR имеет приемлемый КСВ, а также 34 канал LPD, тоже выглядит неплохо!

Используя математический аппарат (см. выше) найдем длину антенны, оптимальной для 34-го канала LPD диапазона 433.900 Mhz (299729458/433900000)/4*100=17,27 см. Надо нарастить 27 мм! Нереально.

Остаётся один вариант — встать в центр PMR диапазона, чтобы иметь максимум КПД в серединке и приемлемый вариант по краям. Итак, канал 4, частота 446.04375 Mhz (299729458/446056250)/4*100=16,8 см. Остаётся лишь срезать 2 лишних мм. и «дело в шляпе» !

Казалось бы, к чему все эти заморочки? Купили дешевенькие станции и хай себе работаю как работаю, НО теперь нам известны самые важные вещи:
1. даже незначительная доработка даст значительный прирост в дальности действия и простенькую станцию можно использовать по максимуму;
2. выбирая антенну, необходимо удостовериться, что материала в ней с запасом, чтобы не оказаться в ситуации, когда надо нарастить, а «увы и ах»;
3. вседиапазонность станций — маркетинговый ход. слушать можно всё, но слышать тебя будут не всегда. антенна выдаёт максимальный КПД на какой-то одной частоте или в небольшом диапазоне частот;
4. приобретая станции, неплохо бы найти таблицы КСВ с их штатными антеннами. это поможет сделать правильный выбор.

Вот такие дела, ребята!) Всем удачи!

Калькуляторы по физике

Мы в соцсетях Присоединяйтесь!
Нашли ошибку? Есть предложения? Сообщите нам
Этот калькулятор можно вставить на сайт, в блог

Код для вставки без рекламы с прямой ссылкой на сайт

Код для вставки с рекламой без прямой ссылки на сайт

Скопируйте и вставьте этот код на свою страничку в то место, где хотите, чтобы отобразился калькулятор.

Спиральные антенны

Проще всего вам дастся штыревая самодельная антенна на 433 МГц, однако, как вы уже могли заметить выше, она неидеальна. Поэтому стоит обратить внимание на другие виды, например, на спиральную антенну. Чем она отличается от штыревой? Во-первых, она также имеет неплохие технические характеристики, так что в этом плане вы можете использовать с полным спокойствием как первый, так и второй вид. Что же насчет помех? Оказывается, они у спиральной антенны также присутствуют в закрытых помещениях, причем иногда бывают даже более сильными, чем у штыревых. Поэтому остается взглянуть на последний параметр – компактность. Как вы помните, штыревые антенны из-за особенности конструкции должны либо размещаться на корпусе устройства, либо внутри него, но при этом внутри устройства должно быть довольно много свободного места, чего сложно добиться, когда речь идет о небольших бытовых приборах домашнего использования. И по этому параметру спиральная антенна обходит штыревую, потому что она является крайне компактной и позволит вам сделать радиоуправляемым практически каждый прибор в вашем доме. Естественно, самодельная направленная антенна 433 МГц, сделанная таким образом, займет у вас гораздо больше времени, но если вы собираетесь купить антенну, то вам определенно стоит взглянуть на спиральные версии, так как они могут вам пригодиться и очень сильно помочь.

Антенна на плате

Если вам нужна качественная компактная коллинеарная антенна на 433 МГц, то вам определенно стоит обратить внимание на этот вид, то есть на антенны, которые втравлены в плату. Это означает, что данный вид невозможно (или же очень сложно) сделать своими руками, поэтому рассматриваться они будут исключительно как покупные. В чем их преимущества перед описанными выше двумя типами? В первую очередь, они имеют неплохие характеристики. Конечно, не такие впечатляющие, как у предыдущих двух вариантов, однако достаточно хорошие для повседневного использования. Основным их преимуществом является компактность – такие антенны можно разместить абсолютно в любом устройстве. Но, как уже было сказано выше, основным их недостатком является то, что двухдиапазонная антенна 144-433 МГц на плате, сделанная своими руками – это нечто фантастическое. Именно поэтому далее этот вариант рассматриваться не будет по той причине, что оставшаяся часть статьи будет уделена созданию антенны своими руками. Насколько это сложно сделать? Что для этого понадобится? Обо всем этом вы узнаете далее.

Но если вы решились сделать антенну своими руками, то вам понадобится немало теоретических знаний по этой теме. Дело в том, что любое отклонение в процессе изготовления не позволит вам настроить антенну на прием конкретной частоты. Поэтому все должно выполняться очень точно, так что начинать всегда рекомендуется с расчетов. Сделать их не так сложно, потому что все, что вам нужно рассчитать, – это длина волны. Возможно, вы разбираетесь в физике, поэтому вам будет намного проще, так как вы будете понимать, о чем идет речь. Но даже если физика – это не самая сильная ваша сторона, вам не обязательно нужно понимать, что означает каждая переменная, чтобы провести необходимые расчеты. Итак, как же высчитывается длина антенны 433 МГц? Самое основное уравнение, которое вам нужно знать, – это то, которое позволит вам высчитать необходимую длину антенны. Для этого вам нужно сначала рассчитать длину волны, так как длина антенны составляет одну четвертую часть длины волны. Те люди, которые разбираются в физике, могут сами рассчитать необходимую длину волны для конкретной частоты: в данном случае это 433 МГц. Что необходимо сделать? Вам необходимо взять показатель скорости света, который является постоянным, а затем разделить его на необходимую вам частоту. В результате получается, что длина волны для данной частоты составляет около 69 сантиметров, но при такой детальной настройке лучше использовать более точные значения, поэтому стоит сохранить хотя бы два знака после запятой, то есть финальный результат – 69.14 сантиметра. Теперь необходимо разделить полученное значение на четыре, и получится четверть длины волны, то есть 17.3 сантиметра. Такой длины должна быть ваша J-антенна 433 МГц или любой другой вид, который вы захотите использовать. Помните, что независимо от типа, длина антенны должна оставаться неизменной.

RadioHead Library — универсальная библиотека для беспроводных модулей

Прежде чем мы начнем программировать, установим библиотеку RadioHead в Arduino IDE.

RadioHead — это библиотека, которая позволяет легко передавать данные между платами Arduino. Она настолько универсальна, что ее можно использовать для управления всеми видами устройств радиосвязи, включая наши модули на 433 МГц.

Библиотека RadioHead собирает наши данные, инкапсулирует их в пакет данных, который включает в себя CRC (проверку циклически избыточного кода), а затем отправляет его с необходимой преамбулой и заголовком на другую Arduino. Если данные получены правильно, принимающая плата Arduino проинформирует о наличии доступных данных и приступит к их декодированию и выполнению.

Пакет RadioHead формируется следующим образом: 36-битный поток из пар «1» и «0», называемый «обучающей преамбулой», отправляется в начале каждой передачи. Эти биты необходимы приемнику для регулировки его усиления до получения фактических данных. Затем следует 12-битный «Начальный символ», а затем фактические данные (полезная нагрузка).

Последовательность проверки или CRC добавляется в конец пакета, который пересчитывается RadioHead на стороне приемника, и если проверка CRC верна, приемное устройство получает предупреждение. Если проверка CRC не пройдена, пакет отбрасывается.

Весь пакет выглядит примерно так:

Скетч Arduino для радиочастотного передатчика 433 МГц

В нашем эксперименте мы отправим простое текстовое сообщение от передатчика к получателю. Будет полезно понять, как использовать модули, и это может послужить основой для более практических экспериментов и проектов.

Вот скетч, который мы будем использовать для нашего передатчика:

// Подключаем библиотеку RadioHead Amplitude Shift Keying #include // Подключаем библиотеку SPI Library #include // Создаем объект управления смещением амплитуды RH_ASK rf_driver; void setup() < // Инициализируем объект ASK rf_driver.init(); >void loop()

Это довольно короткий набросок, но это все, что вам нужно для передачи сигнала.

Код начинается с подключения библиотеки RadioHead ASK. Мы также должны подключить библиотеку SPI Arduino, так как от нее зависит библиотека RadioHead.

#include #include

Далее нам нужно создать объект ASK, чтобы получить доступ к специальным функциям, связанным с библиотекой RadioHead ASK.

// Создаем объект управления смещением амплитуды RH_ASK rf_driver;

В функции setup() нам нужно инициализировать объект ASK.

// Инициализируем объект ASK rf_driver.init();

В функции loop() мы начинаем с подготовки сообщения. Это простая текстовая строка, которая хранится в char с именем msg. Знайте, что ваше сообщение может быть любым, но не должно превышать 27 символов для лучшей производительности. И обязательно посчитайте количество символов в нем, так как вам понадобится это количество в коде получателя. В нашем случае у нас 11 символов.

// Готовим сообщение const char *msg = «Hello World»;

Затем сообщение передается с использованием функции send(). Он имеет два параметра: первый — это массив данных, а второй — количество байтов (длина данных), подлежащих отправке. За send() функцией обычно следует waitPacketSent() функция, которая ожидает завершения передачи любого предыдущего передаваемого пакета. После этого код ждет секунду, чтобы дать нашему приемнику время разобраться во всем.

rf_driver.send((uint8_t *)msg, strlen(msg)); rf_driver.waitPacketSent(); delay(1000);

Практика радиосвязи, как она есть

Все мы ежедневно сталкиваемся с разными видами радиосвязи и беспроводной передачи данных. Да что там сталкиваемся: мы практически пронизаны радиоволнами разной частоты, модуляции и напряженности (за исключением, разве что, случая, если не находимся внутри «клетки Фарадея»). Здесь, на хабре, в силу ИТ-направленности, очень много статей о видах связи и передачи данных, о разнообразных телекомах, о магистралях и «последних милях», да и еще много о чем, что имеет прямое или косвенное отношение к связи, как к проводной, так и к беспроводной.

Так же, наверняка, практически всем хабравчанам в школах, на уроках физики, рассказывали о колебательных контурах, распространении и длине волн, и прочих процессах, лежащих в основах любой технологии радио- и беспроводной связи.

Однако, поискав по хабру, я так и не нашел ни одной статьи, в которой рассказывалось бы о радиосвязи, с бытовой и любительской точки зрения. А ведь если подойти к радиосвязи именно с таким, бытовым взглядом – для одних она может стать удобным, а порой и незаменимым помощником во многих делах, а для других – перерасти в интересное увлечение или хобби. Именно с такими намерениями я хочу сегодня попытаться просто и доступно рассказать о радиосвязи, о том, как она есть в жизни, о том, с чем сам имел место столкнуться и познать.

Совсем немного теории в свободном изложении

Для начала – диапазоны. Рассмотрим диапазоны радиоволн и выберем те, которые нас будут интересовать с практической точки зрения. Википедия приводит ГОСТ, в котором радиоволны делятся на следующие диапазоны, на основании длины волны:

— 3 кГц – 30 кГц – Сверхдлинные волны.
— 30 кГц – 300 кГц – Длинные волны.
— 300 кГц – 3 МГц – Средние волны.
— 3 МГц – 30 МГц – Короткие волны.
— 30 МГц – 300 МГц – Метровые волны.
— 300 МГц – 3 ГГц – Дециметровые волны.
— 3 ГГц – 300 ГГц – Сантиметровые волны.

Определение длины волны можно прочесть в википедии, а я лишь напишу простой и понятный тезис – чем короче длина волны – тем менее она подвержена помехам и затуханиям, проникающая способность увеличивается, огибающая способность уменьшается. То есть если длина волны 11 метров (27 МГц) – то эта волна запросто огибает плотные скопления деревьев в лесу и находит путь для распространения, но при этом для увеличения дальности связи на открытом пространстве – требуется увеличение мощности передатчика. А волна, длиной, например 70 см (433 МГц), практически не будет огибать деревьев, а будет распространяться исключительно за счет просветов между деревьями, своей проникающей способности и возможности переотражения. Однако, за счет своей помехоустойчивости и малого затухания, на открытом пространстве дальность связи будет ограничена лишь зоной прямой видимости, при низкой мощности передатчика.
Стоит, правда, добавить сюда небольшую оговорку: на диапазонах коротких волн наблюдаются эффекты прохождения радиоволн, за счет многократных отражений от атмосферы Земли, и порой получаются ситуации, когда можно абсолютно спокойно установить связь с корреспондентом, находящимся за многие тысячи километров, а товарища, находящегося в паре километров – не услышать вовсе. Но, это явление тесно связано с природными факторами, непостоянно и мало прогнозируемо, поэтому, для бытового использования этот эффект использовать крайне ненадежно.
Скажу сразу: мы немного коснемся коротких волн, и плотно рассмотрим метровые и дециметровые волны. Остальные мы отбросим в силу усложнения аппаратуры, антенного хозяйства, трудностей использования, да и просто неудобства в быту. Кто-то со мной поспорит, что во многих случаях только сантиметровые волны приемлемы для передачи данных, кто-то скажет, что только короткие волны хорошо подходят для связи на большие расстояния, и эти люди будут правы. Но сейчас мы рассматриваем самые простые и доступные виды, с точки зрения простого обывателя.

Плавно переходим к конкретике

В силу рассмотренных выше теоретических знаний подведем промежуточный итог: нам интересны диапазоны дециметровых, метровых и небольшая часть диапазона коротких радиоволн. Кратко, тезисами, о выбранных диапазонах:

– Короткие волны: 3 МГц – 30 МГц. В данном диапазоне работают как профессиональные радиолюбители (начало диапазона, от 3 МГц), использующие дорогую аппаратуру, огромные антенны, имеющие профессиональные навыки и знания, так и серьезные структуры, которым требуется связь на сверхдальних расстояниях, например арктические экспедиции. В конце данного диапазона выделены частоты для бытового и гражданского использования
– CB 27 МГц. Здесь длина волны достигает 11 метров (эффективная антенна имеет физическую длину, равную ¼ длины радиоволны, то есть примерно 2,7 метра). Наверняка, многие из вас видели автомобили такси, на крыше которых красовался длинный хлыстик – это и есть антенна на данный диапазон. В девяностые многие таксомотрные фирмы и люди, занимающиеся частным извозом, облюбовали этот диапазон, ввиду относительной доступности и приемлемой цене оборудования, а так же отсутствию необходимости получать статус радиолюбителя для использования данных частот. Для использования в городе – не самый лучший выбор, мы ведь помним, что этот диапазон крайне подвержен помехам, которых в городе крайне много от массы электрических устройств и линий электропередач.

– Метровые волны: 30 МГц – 300 МГц. Данный диапазон делится на несколько поддиапазонов, в том числе LowBand (30-50 МГц, использовался в советские времена практически повсеместно для коммунальных служб, служб скорой помощи и прочее, в районах используется и по сей день) и так называемый диапазон «2 метра» (136-174 МГц), который так назван за свою длину волны. В диапазоне «2 метра» работают городские и федеральные службы, такие как пожарная охрана, МЧС и другие. Имеются и свободные частоты, которые выдаются на коммерческой основе организациям и предприятиям. В моем городе в этом диапазоне работает одна из фирм-такси, очень довольны качеством связи, по сравнению с CB (27 МГц), который используется остальными таксомоторными парками, как бесплатный. Так же в диапазоне «2 метра» имеется небольшой кусочек, выделенный для радиолюбителей (144-146 МГц). Эти частоты может легально использовать любой человек, получивший радиолюбительскую категорию и позывной сигнал, придерживаясь регламента любительской связи. Используя направленные антенны с высокой точкой установки даже с небольшой излучаемой мощностью можно устанавливать связи на десятки, а в удачных условиях и на сотни километров. Так же стоит упомянуть авиадиапазон (118-136 МГц), здесь все серьезно, большая ответственность и надежная связь.

– Дециметровые волны: 300 – 3000 МГц. В данном диапазоне работает много разнообразных радиостанций и аппаратуры связи, мы рассмотрим лишь интересную для нас часть диапазона, а именно 400-470 МГц, получивший за счет своей длины волны название «70 сантиметров». За счет оптимальных характеристик для использования в условиях большого индустриального города (хорошая помехозащищенность, дальнее распространение в условиях радиовидимости при небольшой мощности), многие крупные службы в крупных городах переходят или перешли на данный диапазон частот. Здесь уже не обойтись без использования «репитеров» — специальных приемо-передатчиков сигнала, устанавливаемых в самых высоких точках, имеющих качественные и чувствительные антенны, и соответственно способные принимать и передавать сигнал на большие расстояния (не забываем: при наличии прямой радиовидимости для данных частот сигнал распространяется далеко и без затуханий, даже при небольшой мощности). Но репитеры – это отдельный разговор, я бы не хотел их касаться в сегодняшней статье, потому как это очень интересная тема, и ее стоит описывать отдельно.

Мы подошли к самой интересной части статьи: в диапазоне «70 сантиметров» находятся выделенные полосы частот, как для официальных радиолюбителей, так и для свободного использования всеми желающими (на некоммерческой основе). Для радиолюбителей отведены частоты 430-440 МГц, для бытового использования выделены 433.075 МГц – 434.775 МГц (сетка из 69 каналов с шагом 25 кГц, LPD) и 446.00625 – 446.09375 МГц сетка из 8 каналов с шагом 12.5 кГц, PMR). Именно с комплекта простеньких радиостанций, купленного в одном из магазинов сотовой связи и началось мое более близкое знакомство, поэтому и рассмотрим стандарты LPD и PMR.

Бытовая связь

LPD – расшифровывается как Low Power Device, то есть «устройства с низкой мощностью излучения». Именно так и есть – по стандарту, мощность излучаемая передатчиком радиостанции стандарта LPD не должна превышать 10 мВт, что крайне мало, хотя даже этого достаточно для связи на расстоянии до нескольких километров, в условиях прямой видимости. По факту же, большинство полу-игрушечных комплектов радиостанций, находящихся в продаже, имеют значительно большую мощность, хоть и сертифицированы, как LPD. Как говорится «строгость наших законов компенсируется необязательностью их исполнения», чем и пользуются поставщики при сертификации: у радиостанций выставляется низкий уровень мощности через меню, товар проходит сертификацию, а потом, точно так же через стандартное меню – возвращается обычная мощность, как правило, это 2-4 Ватта. Этой мощности достаточно для связи на 10-12 километров в хороших условиях, например над озером, или с возвышенности (не забываем о плохой огибаемости препятствий при данной длине волны).

PMR – расшифровывается как Private Mobile Radio, то есть радиосвязь для частного пользования. По стандарту разрешенная мощность излучения здесь уже больше, чем у LPD, а именно 0.5 Ватта. Однако, в отличии от LPD эта мощность как правило и является честной, редкая радиостанция PMR имеет мощность более 1 Ватта, так как этот стандарт разрешен во многих странах Европы, и сертификация там проходит более серьезно. Так же, диапазон частот PMR более узкий, и в нем «помещаются» всего лишь 8 каналов (против 69 каналов у LPD).
Именно с этих стандартов (а точнее – с комплекта простейших радиостанций из магазина сотовой связи) началось мое более плотное знакомство с радиосвязью. Но в скором времени наступило разочарование от довольно низкого качества устройств, это были скорее «игрушки», нежели что-то относительно серьезное. Однако радиосвязь меня заинтересовала, и я заказал из одного, небезизвестного в кругах радиолюбителей магазина, неплохую портативную радиостанцию, уже любительского уровня, в которой имелось сразу два диапазона, а именно «2 метра» (136-174 МГц) и «70 сантиметров» (400-470 МГц). По моей скромной оценке – в настоящее время это самые популярные и доступные широкому кругу пользователей диапазоны. Аппаратура относительно доступная (особенно китайская, цена низкая, качество высокое), имеющая серьезный функционал, и обладающая приятным внешним видом. Так же не могу не заметить, что на указанных диапазонах антенна действительно может быть портативной (в отличии, например от CB, вспоминаем длину волны).

За полгода пользования радиостанцией мне успело надоесть общаться только на «гражданских частотах» (LPD и PMR, все каналы этих двух сеток легко настраиваются в диапазоне «70 сантиметров»), было принято решение о получении радиолюбительского категории, позывного сигнала, регистрации радиостанции. Сейчас я официальный радиолюбитель, это стало моим хобби. Технологии не стоят на месте, и с помощью карманной портативной радиостанции могу проводить связи дальностью в несколько тысяч километров (через искусственные спутники Земли), общаться с экипажем МКС, другими радиолюбителями (на выделенных для этого частотах).
Ну и конечно же – это удобно и легко! Моя семья оснащена простыми, небольшими (менее мобильного телефона), недорогими китайскими радиостанциями, которые прошиты на свободные каналы LPD диапазона, и в зависимости от того, едем ли мы в лес за грибами, или в магазин за покупками – мы всегда на связи.
В планах – создание единого общегородского информационного канала связи для автовладельцев, туристов, и просто жителей города, который будет доступен даже людям с недорогими комплектами радиостанций из салонов сотовой связи. Но это отдельный разговор, там целая концепция.

Благодарю за внимание!

P.S. Статья изложена в свободной форме и с использованием упрощений в некоторых понятиях и деталях. На энциклопедическую точность не претендует.

Спиральная антенна 433 МГц

Антенностроитель из меня просто никакой — я в этом успел убедиться после экспериментов с самодельными штырями и спиралями.

Поэтому я немного помучился, а когда понял, что многие проблемы с поделками на Arduino случаются именно по причине плохой связи, решил плюнуть на гордость, поддаться жабе и сдаться на милость профессионалам.

Результат — покупка готовых спиральных антенн диапазона 433 МГц, то есть для передатчиков и приемников, которые использую в домашней автоматике.

Общее впечатление: оно того стоило. Антенны меньше и аккуратнее, работают субъективно не хуже, а то и лучше моих самодельных.

Для понимания процесса немного той теории, что я усвоил. В портативной технике используются, в основном, три типа антенн:

1) Штыревые
2) Спиральные
3) Вытравленные непосредственно на печатной плате

Штыревые антенны обладают наилучшими характеристиками, но с рядом ограничений. Во-первых, на них сильно влияет окружение. Например, в ограниченном пространстве, в непосредственной близости от стен и подобных препятствий штыри могут работать не слишком хорошо из-за отражений и интерференции (вплоть до полного взаимного поглощения излученного и отраженного сигнала).

Во-вторых, оптимальная конструкция включает в себя расположение штыря перпендикулярно более-менее значимой заземленной пластине. Крошечная плата передатчика таковой, разумеется, не считается. Ценители, конечно, могут сделать отвод коаксиальным кабелем к нужной пластине с антенной, но для меня это как-то слишком.

Спиральные антенны несколько хуже штыревых и еще более зависимы от окружения, но у них неоспоримое преимущество. При сравнимом ухудшении характеристик они гораздо более компактны.

Наконец, антенны на печатных платах. Приемлемое сочетание характеристик и компактности, где не требуется сверхчувствительность. Поэтому часто используются в разных не слишком критичных приложениях — звонки всякие, автосигнализации.

По моему опыту вышло, что самодельные штыри и спирали, сделанные с максимумом нарушений всех рекомендаций все же ведут себя лучше, чем просто кусочек провода. Причем в ряде случаев спирали работали даже лучше штырей.

Именно поэтому, а также из-за компактности я остановился именно на спиральных антеннах.

Магазин выбрал наугад, просто посмотрел более-менее приемлемую цену и бесплатную доставку (включенную, разумеется, в цену). Отправка без трек-номера, так что даже успел забыть о заказе.

Тем не менее, доставка оказалась вполне быстрой: 21 августа заказал, а 16 сентября они приехали. Я приехал 17 сентября, и хотя 18-го все еще был в невменяемом состоянии после отпуска (ну разницы в часовых поясах), все же поменял самодельные спирали в домашнем контроллере на эти.

С некоторым замиранием сердца, между прочим, поменял. Мои-то посерьезнее выглядят 🙂

По виду антенны кажутся изготовленными из медной проволоки, но по факту это что-то другое. Поскольку они не деформируются, как медный провод, а, скорее, пружинят. Плюс в том, что при таком раскладе характеристики антенны будут более-менее стабильными. Минус — сложно поменять полосу пропускания, раздвигая витки. Если, конечно, для вас вдруг актуально менять полосу.

Кстати, приехали в обычном желтом мягком пакете, но в дороге не пострадали.

Длина спирали: 20 мм
Длина продолжения: 10 мм
Длина изгиба (перпендикулярная часть): 7 мм
Внешний диаметр: 5 мм
Внутренний диаметр: 3,5 мм (не знаю, почему так)
Диаметр проводника: 0.5 мм

Просто в канифоли они не облуживаются, но старая добрая таблетка аспирина (самый простой какой найдете в аптеке, никаких шипучих!) справляется с этой задачей отлично (только не дышите парами). Кислотный флюс, разумеется, тоже подойдет — просто у меня его нет.

После распайки вернул контроллер на место и провел быстрый тест. Свет работает, все розетки работают, кормушка — работает. Из этого вывод: эти спиральки как минимум не хуже самодельных.

Для сравнения и масштаба бедствия: рядом с батарейкой АА и моим самодельным спиральным монстром:

А так как волномера у меня нет, то дальше только субъективизм. Первое впечатление — дистанционное управление стало более уверенным. В особенности это касается одной капризной радиорозетки, которая раньше включалась не каждый раз и кормушки для котов, которая капризничает почище радиорозетки.

В дальнейших планах — замена самодельных антенн на эти в старых поделках (кормушка, погодный датчик) и перспективных новых изделиях 🙂

Резюме: вполне могу рекомендовать для любой самодельной техники, где используются передатчики и приемники диапазона 433 МГц по какой-то причине не оснащенные антеннами. Ну или для замены громоздких телескопических антенн, которые китайцы любят ставить в особо дешевую технику (возможно, характеристики станут чуть хуже, но комфорт и эстетика вполне оправдывают).

Минусов, кроме цены, придумать не получается.

Q: Да кому это нужно?!
A: Если вы читаете ответ на этот вопрос, вам это, скорее всего, не нужно.

Q: А че так дорого за кусок проволоки?
A: Ценовую политику продавца обсуждать не готов.

Q: Купил бы моток эмалированного провода, накрутил бы себе сотни антенн за копейки. Слабо, что ли?
A: Слабо. Катушка провода стоит гораздо дороже этих десяти антенн, а больше десяти мне, пожалуй, пока не нужно. Ну и потом еще — найти оправку нужного диаметра, отмерять провод с максимальной точностью, на которую я не способен. Мне проще купить готовые.

Планирую купить +35 Добавить в избранное Обзор понравился +38 +64

• 19 сентября 2013, 23:35
• автор: spc
• просмотры: 81312

139303 234
Комментарии ( 39 )

• Alex_Rrr
• 19 сентября 2013, 23:58

Спиральки элементарно делаются из центральной жилы коаксиального тв-кабеля, обрезки которого можно найти практически везде 😉
Из белого (не помню маркировку) я делал биквадрат для 3g. Форму держит замечательно.

• ShadowBoa
• 19 сентября 2013, 23:59

Это при условии, если есть чем проверить на какой частоте она будет работать.

• Alex_Rrr
• 20 сентября 2013, 00:03

Делаешь рассчет антенны, потом саму антенну. Для основных типов есть даже онлайн-калькуляторы.

• spc
• 20 сентября 2013, 09:09

если руки из правильного места растут — разумеется ) У меня, правда, этот кабель везде не валяется, хотя купить его не проблема, конечно.

• ShadowBoa
• 19 сентября 2013, 23:58

Антенна — это не просто проволока, это проволока настроенная на определенную частоту!

• Hungryfrog
• 20 сентября 2013, 00:42

Я бы сказал что настроена на длину волны, а не на частоту.

• gogabig
• 20 сентября 2013, 00:59

🙂 А мне что-то подсказывает, что длина волны и частота связаны одной известной формулой, но Вам я её не скажу! 🙂

• Hungryfrog
• 20 сентября 2013, 07:34

И не надо. Носите эту тайну в себе.:-)
А суть настройки штыревой антенны заключается в том, что длина её должна быть кратной длине волны.
Со спиральными антеннами сложнее, там присутствуют ещё несколько нюансов. Например, шаг намотки и диаметр витка.

• Night_bars
• 20 сентября 2013, 08:50

Блесну знаниями хД На характеристики штырька помимо его длины влияет еще и диаметр проволоки (влияет на ширину полосы), но основной параметр все-таки длинна, которая подбирается по четверти длинны волны в основном. Спиралька по сути является свернутым для компактности штырем, то есть длинна проволоки будет примерно та же, однако из за свернутости характеристики существенно изменяться, а именно измениться форма диаграммы направленности и соответственно коэффициент усиления (он увеличится так как диаграмма направленности станет уже). В результате дальность связи возрастет, но не со всякого ракурса её можно будет осуществлять. Ну и еще любую антенну, нужно как волновой тракт согласовать на входную линию, а это уже другая история… Вообщем ИМХО лучше взять хороший проверенный вариант, если нужна надежная связь.

• gogabig
• 20 сентября 2013, 13:44

настройки штыревой… кратной длине волны.

-) И умноженная на коэффициент укорачивания, но как его определить я Вам не скажу! 🙂
Когда я таксовал в 90-е годы, то на конце антенны радиостанции (27МГц, длина антенны 2м) припаял штекер-маму и с помощью вставок из проволоки точно подбирал длину под нужный мне канал (80 каналов, по индикатору на передачу). База и другие таксисты удивлялись что меня так хорошо слышно без усилителя и на дешёвую (100руб) антену. 🙂

• spc
• 20 сентября 2013, 13:51

я пока крутил свои спирали, наткнулся на то, что (в переводе с английского) электрическая длина проводника (которая и должна быть кратна длине волны) рассчитывается с коэффициентом 0.95.

Т.е. в то время как все крутят спирали и делают штыри 1/4 для 433 МГц длиной 173 мм, по факту должно быть 165 мм.

• gogabig
• 20 сентября 2013, 14:07

рассчитывается с коэффициентом 0.95.

Я выше уже писал об этом. Это и есть КУ (коэф.укорачивания), он рассчитывается или определяется по номограммам (таблицам), для разных вариантов антенн он различный.

• Navigator01
• 22 марта 2023, 18:44

штекер припаял непосредственно к антенне?
а вставки куда вставлял?
Поясни пожалуйста

• DSergio
• 20 сентября 2013, 00:15

Хм… Точно это — спиральная антенна.
Кстати, выкусывание этих пружинок из детских раций и замена их на 17см штырь заметно увеличивало дальность связи 🙂

• ur5gqf
• 20 сентября 2013, 00:33

Штырь без противовеса ни хрена не улучшает.

• spc
• 20 сентября 2013, 09:11

это совершенно точно спиральная антенна. С моими самодельными штырями и спиралями результаты были разные — где-то штырь лучше, где-то — спираль. Закономерность я так и не понял: то ли обстановка, то ли руки виноваты.

• gogabig
• 20 сентября 2013, 01:08

Есть такой старый «колхозный» метод настройки передатчика на согласование с антенной, когда под рукой ничего кроме тестера нет. Замеряете потребляемый передатчиком ток и раздвигая-сдвигая витки находите положение максимума тока потребления. Приходилось пару-тройку раз так настраивать в детстве, может кому пригодится.

• 5077070
• 20 сентября 2013, 06:11

Этот метод знают только матерые радиогубители.

• cactus
• 21 сентября 2013, 13:18

Я думаю, подавляющее большинство именно так и делало. На советских (в т.ч. самосборных) КВ усилителях стояло согласующее устройство между выходным каскадом и антенной. и «подкручивая» его (сейчас уже не упомню, как именно оно изменяло КСВ) надо было добиться максимального тока в выходном каскаде.

• spc
• 20 сентября 2013, 09:11

обязательно пригодится! Очень полезный совет.

• Navigator01
• 22 марта 2023, 18:45

интересно насколько метод сработает на сигналке 433

• Pelligrim_76
• 20 сентября 2013, 03:57

По виду антенны кажутся изготовленными из медной проволоки, но по факту это что-то другое. Поскольку они не деформируются, как медный провод, а, скорее, пружинят.

• spc
• 20 сентября 2013, 09:12

я вечером проведу эксперимент. Спасибо за рекомендацию!

• spc
• 20 сентября 2013, 23:15

притяжения не заметил. Либо оно очень мало, либо вообще отсутствует.

• Navigator01
• 22 марта 2023, 18:46

• sav13
• 20 сентября 2013, 05:45

А можете точные размеры снять?
Хочу попробовать такую сам намотать из медной проволоки.
Хотя, думаю, китайцы особо сильно с размерами не заморачиваются 😉

• spc
• 20 сентября 2013, 09:14

более точно размеры я в принципе снять не смогу, оборудование, так сказать, не позволяет.

• alex323
• 20 сентября 2013, 07:14

Мне, честно говоря, и в голову бы не пришло такую хрень заказывать. И дело даже не в том, что проще и быстрее самому сделать, чем время тратить на поход на почту.

• letow
• 20 сентября 2013, 09:54

такое радиолюбитель на «гвоздь» накручивае…

• exile7
• 20 сентября 2013, 18:39

1. качаешь моделировщик антенн MMANA описание
2. делаешь расчет по заданным параметрам
3. изготавливаешь
4.…
5. получаешь новый скил, экономишь деньги и время на поиск и походы на почту

• di_ba
• 21 сентября 2013, 10:17

Может поделитесь еще продавцами радиодеталей и рассыпухи?

• spc
• 21 сентября 2013, 16:38

у меня такого опыта не было, но вот человек подробно описывает

• dva-zh
• 19 июня 2014, 15:53

из сварочной проволки навить самому было в лом.

• roman2014
• 11 декабря 2014, 19:07

насколько я понял ТС взял готовое изделие «радио реле на 433МГц» и какой-то свой левый брелок которым хотел управлять, так? но насколько я знаю 433 это довольно условная цифра, т.е. в конечном итоге на заводе настраивают связку передатчик и приемник на наибольшее излучение и на наилучший прием соотвественно
и еще есть такой момент как тип модуляции (в таком примитивном тракте частотная и амплитудная) о котором почему то здесь даже не упомянули, т.е. ТС как бы предполагает что есть только одна единая и фиксированная частота на которую настраивают абсолютно все приемники/передатчики и так же что тип модуляции один.

к сожалению я не профи и не могу по схеме и/или набору элементов определить тип модуляции, на который рассчитан брелок/приемник/передатчик, но возможно что именно различие типов модуляции как раз и приводит к тому что приемник реагирует только на очень небольшом расстоянии.

я тоже столкнулся с подобной проблемой, есть брелок на 433 мгц, с фиксированным кодом, и есть два комплекта приемник+передатчик на 433мгц, так вот я сначала брал один приемник и нажимал кнопку на пульте с разного расстояния, потом брал другой приемник и так же измерял расстояние на котором была хоть какая-то успешная реакция и разница была довольно большая.
первый приемник «чувствовал» на расстоянии до 1,5метров, а вот второй только на расстоянии до 5см…
в качестве антенны я использовал и «штырь» нужной длинны и «спираль», особой разницы я честно говоря не почувствовал, так же я пробовал чуть подкрутить катушку на одном приемнике, при этом было небольшое улучшение (т.е. увеличение рабочей дистанции) но не радикальное и это при том что передатчик (т.е. мой брелок) работает до 30метров! отсюда я пришел к выводу, что в данном случае антенна играет не такую существенную роль, хотя безусловно она должна быть согласована.
я все же склоняюсь к мысли о том не совпадают типы модуляции в брелке и приемнике.

если кто знает как определить тип модуляции по каким-по характерным признакам подскажите плиз.