Довжина антени прямо пов’язана з довжиною хвилі сигналу, оскільки для ефективного випромінювання або приймання електромагнітних хвиль антена має бути пропорційною до довжини хвилі. Всі розрахунки приблизні.
Виберіть тип антени, введіть дані для розрахунку i натисніть відповідну кнопку:
Зазвичай оптимальна довжина антени становить половину або чверть довжини хвилі, що забезпечує максимальну ефективність передачі сигналу. Це дозволяє антені резонувати на відповідній частоті, покращуючи якість зв’язку.
Частота (\( f \)) пов’язана з довжиною хвилі (\( \lambda \)) так:
\[ f = \frac{c}{\lambda} \]
Де змінні означають:
Eфективна довжина будь-якої антени є часткою від довжини хвилі:
Для дипольної антени зазвичай вимірюють лише довжину вібратора від кінця до кінця, оскільки це основний активний елемент.
\( L \) — це довжина активного елемента вібратора, який випромінює або приймає сигнал. У випадку симетричного дипольного вібратора, \( L \) позначає повну довжину вібратора, тобто від кінця однієї частини до кінця іншої. Це означає, що \( L \) охоплює обидва "плеча" диполя, які розходяться від центральної точки (місця підключення коаксиального кабелю).
Для півхвильового диполя (найпоширенішого типу) довжина вібратора \( L \) дорівнює половині довжини хвилі \( \frac{\lambda}{2} \). У схемі простого діполя це означає, що вся конструкція від одного кінця до іншого (включаючи обидва "плеча") становить \( \frac{\lambda}{2} \). Кожне "плече" окремо буде приблизно \( \frac{\lambda}{4} \), але загальна довжина \( L \) — це \( \frac{\lambda}{2} \).
Якщо антена складна (наприклад, із кількома елементами), то габарити визначають за їхньою взаємною орієнтацією, але це випадок, який не стосується FPV.
Для ясності:
У Yagi-Uda антени з вібратором (\( \frac{\lambda}{2} \)), рефлектором (трохи довшим за \( \frac{\lambda}{2} \)) і кількома директорами (коротшими за \( \frac{\lambda}{2} \)) габаритна довжина — це відстань від кінця рефлектора до кінця найвіддаленішого директора. Їхні довжини не додаються арифметично, а враховуються в межах загальної конструкції. Для точного налаштування антени використовують спеціальні прилади (аналізатори спектра, вимірювачі КСХ), щоб визначити резонансну частоту та оптимізувати розміри.
Типові розміри антен FPV на чверть або половину хвилі:
Частота 0.9 ГГц — довжина хвилі ≈ 33.3 см, довжина антени 8.3–16.6 см
Частота 2.4 ГГц — довжина хвилі ≈ 12.5 см, довжина антени 3–6 см
Частота 5.8 ГГц — довжина хвилі ≈ 5.2 см, довжина антени 1.3–2.6 см
\[ L = 3.1 \, \text{см} = 0.031 \, \text{м} \]
\[ \lambda = 4 \times L = 4 \times 0.031 = 0.124 \, \text{м} \]
\[ f = \frac{3 \times 10^8}{\lambda} = \frac{3 \times 10^8}{0.124} \approx 2.419 \times 10^9 \, \text{Гц} = 2.42 \, \text{ГГц} \]
\[ L = 1.3 \, \text{см} = 0.013 \, \text{м} \]
\[ \lambda = 4 \times L = 4 \times 0.013 = 0.052 \, \text{м} \]
\[ f = \frac{3 \times 10^8}{\lambda} = \frac{3 \times 10^8}{0.052} \approx 5.769 \times 10^9 \, \text{Гц} = 5.77 \, \text{ГГц} \]