天線設計：頻率與波長

電磁波的波長是相鄰兩個同相位點之間的距離，頻率是每秒振盪的次數。

在自由空間中，電磁波速度約為每秒 3 億公尺；波長等於傳播速度除以頻率。

以 863.5 MHz 為例，自由空間波長約為 0.347 公尺，四分之一波長約為 8.68 公分。這是初始電氣長度；實際天線長度仍需依導體、介質、接地面與外殼調整。

若需要縮短天線，可研究加載電感或其他匹配結構；縮短後的頻寬、效率與阻抗需重新驗證。

自由空間傳播損耗

以下圖式說明理想自由空間的傳播關係。使用時需分清發射功率、接收功率、天線增益、頻率與距離，並依公式指定單位代入。實際環境中的遮蔽、多路徑與極化差異不包含在理想自由空間估算內。

例如在 400 MHz、500 公尺距離下，自由空間路徑損耗約為 78.5 dB；實際接收功率還需計入發射功率、兩端天線增益及線纜損耗。

天線長度的初步估算

半波長經驗估算：L(cm) ≈ 14250 / F(MHz)。例如 900 MHz 時約為 15.83 cm。此式含約 0.95 的縮短係數，不等於自由空間的精確半波長。
四分之一波長經驗估算：L(cm) ≈ 7125 / F(MHz)。例如 900 MHz 時約為 7.92 cm。實際尺寸須經阻抗與輻射性能量測確認。