众所周知 UV 频段的单极天线通常需要地网,作为天线的 “镜面” 来形成一个完整的电路。一个良好的,与天线匹配的地网可以降低驻波提升发射效率,反之匹配不好的天线会导致驻波飞升,发射的能量大部分会被反射回机器,导致发射效率低下,大功率下还会导致机器损坏。
一般的 UV 手台机身都会有一个经过设计的地网,通常就是掀开电池就能看到的那块金属背板。而一个使用单极天线的 Meshtastic 节点自然也是需要某种导体作为地网来与天线进行匹配的。
尽管从入坑开始看别人售卖的成品移动节点,似乎从未看到做天线地网部分的,看 DIY 教程也极少会提到这部分,只是让你搞个 NanoVNA 天分,把天线接上测一下,驻波没太差插上去就用了,我也发帖问过一些大佬,得到的回答多数是差不多都是,“不用太在意”。但是我自己实际测试下来,即使是小巧的移动节点,做好了地网还是可以在一定程度上改善的。
让天线直接连接在天分上测,尽管缺少地网,加上 NanoVNA 并不是什么精密的仪器,测试结果并不准确,但是还是能大概看一下你买到的天线中心频率有没有偏得离谱.
我与朋友都买到过偏差离谱的天线,本应该是 470~510 MHz 的天线,直测得到的中心频率却飞到了 390 Mhz 。
这个时候如果你捏着天线底部裸露的金属部分,会发现中心频率和驻波都会有变化,通常会有所改善,这是因为你的身体暂时作为了天线的地网作为了地网的一部分。(手台或者电台不要这样做,以免导致触电或灼伤)
尽管直测天线可以知道天线本身没问题,但是 Meshtastic 节点并不是直连天线工作的,大多数节点都得使用 Ipex 转 SMA 线,俗称猪尾线来连接 Lora 模块和天线,而猪尾连接在天线时,实际上变成了天线的延长体,使得天线变长了,意味着天线的中心频率也会改变。例如你直测天线中心频率在 480 Mhz 左右,但是加上猪尾后,中心可能会偏到 433Mhz 或者严重的会偏到 530Mhz 左右。
那么我选择买一个 NanoVNA 的 Ipex 头测试套件(几块钱),让天线连接猪尾,猪尾再连接天分去测试,因为环境的变化,或者盖上盒子都会对测量结果有影响,所以建议在最终安装地点,最终使用状态去测量。
同时根据网上的一些文章我学习到可以利用玻纤铝箔贴纸(推荐买宽点的,三块钱左右就有一大卷),接触在天线的 SMA 底座,然后铺贴在防水盒的内部或者外部作为地网,效果也是立竿见影,节点之间实际的收发 DNR 也提升了好几个 DB。
但要注意的是,铺贴在内部的时候,需要做好元器件之间的绝缘,以免碰到作为导体的地网而导致短路。或者可以选择贴在防水壳的外部。至于贴多少,理论上是需要计算 1/4 波长得出相对面积,但实际操作嘛,你先贴再测量调整不就好了。
尽管像户外节点这些,通常有较大的体积,可以给你贴足够面积的铝箔贴纸,但是轻便小巧的移动节点呢?按照原理来说地网不够大可不行,但实际测试让我惊喜。
相同环境和测试条件下,直测天线中心频率在 480 Mhz 左右,加上猪尾后中心偏到了 530Mhz 左右,简单的贴了一层在内部后,驻波回到了 480Mhz。在相同的位置与远处的节点连接,相较贴地网前,DNR 也提升了几个 DB。

