我們都知道無人機(jī)的應(yīng)用中有各種通訊鏈路，而通訊鏈路就少不了發(fā)射及接收天線。有些天線的常規(guī)知識(shí)是我們應(yīng)該了解掌握的，今天就來談?wù)劅o線電的基礎(chǔ)知識(shí)。
在開始講天線之前，我們必須先講講無線電波，無線電波實(shí)際上是一種能量的傳輸形式，在傳輸過程中既有電場(chǎng)也有磁場(chǎng)，并且磁場(chǎng)和電場(chǎng)在傳播空間中是相互垂直的，同時(shí)兩者又都垂直于電波傳播方向。
我們知道了它的基本形式后就要了解它的其他幾個(gè)概念：
01無線電波的波長(zhǎng)
無線電波傳輸過程中可理解為以正弦波的形式存在。
02無線電波的頻率
無線電發(fā)射機(jī)的發(fā)射是指由機(jī)器內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生，再經(jīng)過多級(jí)放大后通過天線將能量發(fā)射出去的過程，頻率的定義是單位時(shí)間內(nèi)完成振動(dòng)的次數(shù)。那么無線電傳播時(shí)每秒鐘重復(fù)波形的數(shù)量就是無線電波的頻率，使用赫茲（Hz）作為單位，1Hz即表示每秒完成一次周期的變化，當(dāng)頻率很高時(shí)我們可以用千赫茲（KHz）、兆（MHz）、（GHz）來作為單位表示，例如早期的遙控器使用40MHZ，72MHZ等，現(xiàn)在普遍使用2.4GHZ。
03無線電波的傳播速度
無線電波和光一樣，在真空中的傳播速度等于光速（C=300000公里/秒），但不是在真空中傳播時(shí)傳播速度就和傳播媒介有關(guān)了，不同的傳播媒介有著不同的傳播特性，這就是介電常數(shù)（ε），無線電波在不同媒介中傳播的速度是：Vε=C/√ε，真空的介電常數(shù)為1，而空氣的介電常數(shù)略大于1，因此根據(jù)公式無線電波在空氣中的傳播速度略小于光速，但我們通常認(rèn)為它等于光速。
04無線電波的波長(zhǎng)、頻率、與傳播速度的關(guān)系
λ=V/f
λ是無線電波波長(zhǎng)，單位：米、V是無線電波傳播速度，單位：米/秒，f是無線電波頻率，單位：赫茲
平時(shí)我們?cè)谶x擇天線時(shí)就要利用這個(gè)公式來計(jì)算了。理論和實(shí)踐證明，當(dāng)天線的長(zhǎng)度為無線電信號(hào)波長(zhǎng)的1/4時(shí)，天線的發(fā)射和接收轉(zhuǎn)換效率最高。例如，我們平時(shí)用的Futabafasst頻率制式的遙控器，中心頻率大概在2.44Ghz，利用以上公式，我們可以算出天線長(zhǎng)度為L(zhǎng)=λ/4=2.99*10^8/2.44*10^9/4=30.6mm。所以天線的長(zhǎng)度30.6mm，近似認(rèn)為是31mm。
實(shí)際上接收機(jī)天線就是同軸電纜，包起來的部分實(shí)際上是屏蔽網(wǎng)，裸露在外的部分就是接收信號(hào)的天線，天線長(zhǎng)度就是裸露在外的部分。長(zhǎng)度就是31mm，所以如果你的天線最外段斷了，接收機(jī)相當(dāng)于沒有天線，而這時(shí)你可以把有外皮的部分撥開31mm，就又有同樣的接收性能了。
05無線電波的極化
通過之前的學(xué)習(xí)我們已經(jīng)知道了無線電波傳播時(shí)是會(huì)形成相互垂直的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，而其中的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢端在空間固定點(diǎn)上隨時(shí)間的變化所描繪的的軌跡，如果在水平方向上變化稱為水平極化波，如果只在垂直方向上變化稱為垂直極化波，通俗點(diǎn)講就是電波的電場(chǎng)方向垂直于地面，我們稱為垂直極化波，電場(chǎng)方向與地面平行，則稱為水平極化波，當(dāng)然極化方式不止這兩種。
通過之前的圖片，我們可以看到，電場(chǎng)平面軌跡與振子是平行的，所以我們可以理解為，當(dāng)天線垂直于地面是稱為垂直極化，當(dāng)天線平行于地面是稱為水平極化，垂直極化波需要垂直極化天線接收信號(hào)最好，水平極化波用水平極化天線接收時(shí)信號(hào)最好。
而我們的各種電臺(tái)在使用時(shí)，當(dāng)?shù)孛娑撕蜋C(jī)載端距離很近時(shí)，可以不用太考慮極化方向，但當(dāng)距離比較遠(yuǎn)時(shí)必須考慮極化方向的問題了，比如，當(dāng)我們將飛機(jī)起飛后在近距離升高測(cè)試飛行高度時(shí)我們應(yīng)該將機(jī)載端天線和地面端天線都水平放置，就可以盡量提高信號(hào)質(zhì)量了，同理，如果我們想測(cè)試飛機(jī)遠(yuǎn)距離飛行時(shí)就應(yīng)該將機(jī)載端和地面端天線都垂直放置，以達(dá)到同極化方向，增加信號(hào)接收質(zhì)量的目的。同理之所以futaba說明書里對(duì)接收機(jī)的描述里特別強(qiáng)調(diào)接收機(jī)安裝時(shí)要將兩根天線成90度安裝，就是為了飛機(jī)在各種姿態(tài)飛行時(shí)能夠總有接近地面遙控器天線的極化方向，盡量確保接收質(zhì)量。
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