Антени для Meshtastic на 433 МГц

Антена — це найдешевше вкладення в дальність, яке взагалі існує. Заміна стокової «гумки» на нормальний штир часто дає більше, ніж вдесятеро потужніший передавач.

Головне, що треба знати

Частота. Антена мусить відповідати вашій мережі — 433 або 868 МГц. Вони фізично різного розміру: чверть хвилі це ≈ 17 см проти ≈ 8,5 см. Чужа антена працює як заглушка й повільно вбиває передавач.

Висота важливіша за все інше. LoRa на 433 МГц поширюється майже прямою видимістю. Підняти антену на два метри вище часто дає більший приріст, ніж будь-яка заміна обладнання.

Підсилення не береться з нізвідки. Антена не додає потужності. Вона перерозподіляє випромінювання: висока спрямована антена «сплющує» діаграму в горизонт, забираючи енергію з напрямків вгору й вниз.

Типи антен

Штирова (whip)

Класичний варіант для ноди. Довжина 20 або 40 см, роз’єм SMA-male.

Плюси. Дешево, всеспрямовано, працює одразу. Мінуси. Стирчить, у кишені незручно. Кому. Це стандартний вибір для більшості нод.

Для 433 МГц чвертьхвильовий штир — приблизно 17 см, півхвильовий — близько 34 см. Тому «40 см» зазвичай працює краще за «20 см», якщо габарити дозволяють.

«Гумка» (stubby)

Коротка гнучка антена з комплекту заводських пристроїв.

Плюси. Компактна, не ламається. Мінуси. Помітно гірша за штир — і за конструкцією, і за якістю виготовлення в стокових комплектах. Кому. Тільки якщо габарити критичні.

Вертикальна колінеарна

Для стаціонарного вузла на даху. Довга труба, всеспрямована, з реальним підсиленням.

Плюси. Найкращий варіант для ретранслятора. Мінуси. Дорога, велика, потребує нормального кріплення й кабелю. Кому. Стаціонарний вузол, який має закрити район.

Yagi (спрямована)

Вузький промінь в один бік.

Плюси. Дуже велике підсилення в потрібному напрямку. Мінуси. З інших напрямків вас не чути взагалі. Треба точно навести. Кому. Для лінка «точка-точка» між двома конкретними вузлами.

Gizont

Популярна в спільноті серія недорогих антен, яку часто беруть для саморобних нод.

Практичний нюанс, який стосується корпусів: тонкі Gizont з основою 11 мм заходять у стандартні надруковані корпуси добре. Товсті, 14 мм і більше, накручуються погано — часто не вистачає різьби. Враховуйте це до друку корпусу.

КСХ і чому це важливо

КСХ (SWR) показує, яка частка потужності йде в ефір, а яка відбивається назад у передавач.

КСХ 1.0–1.5 — добре, так і має бути.
КСХ 1.5–2.0 — прийнятно.
КСХ понад 2.0 — погано, передавач гріється й деградує.

Виміряти можна антенним аналізатором (NanoVNA) — недорогий прилад, який часто є в когось у спільноті. Якщо ви ставите стаціонарний вузол, виміряти варто: погана антена вбиває модуль повільно й непомітно.

Кабель і роз’єми

Кабель — це втрати, і на 433 МГц вони помітні.

Пігтейл IPEX → SMA — стандарт для саморобних плат, довжина 8–10 см. Коротший — краще.
RG-58 — дешевий, але втрати великі. Тільки на короткі відстані.
RG-213 або LMR-400 — для довгих трас до антени на даху.

Практичні правила:

Кожен зайвий метр кабелю — це втрати. Краще підняти саму ноду ближче до антени, ніж тягнути довгий кабель.
Коаксіальний кабель не можна різко перегинати: центральна жила ламається, і передача помирає.
Усі зовнішні з’єднання герметизуйте. Вода в роз’ємі — типова причина «нода раптом перестала чути».

Куди ставити

Добре: дах, балкон верхнього поверху, зовнішня стіна, вікно з боку центру міста.

Погано: усередині квартири за несучими стінами, у металевій шафі, поруч із роутером чи блоком живлення, на першому поверсі всередині забудови.

Простий експеримент, який варто зробити: походіть із нодою по квартирі й подивіться на список вузлів. Різниця між підвіконням і кухонним столом буває драматичною.

Що дасть найбільший приріст

У порядку співвідношення «ефект / витрати»:

Підняти вище. Безкоштовно, дає найбільше.
Замінити стокову антену на нормальний штир 40 см. ≈ 200 UAH.
Винести антену за межі приміщення. Вартість кабелю й кріплення.
Поставити колінеарну антену на даху. Для стаціонарного вузла.
Підняти потужність. Останній пункт, і не завжди корисний.