- 28.07.24
- 914
- 782
- 93
- 🎮
- Boxer
- 🥽
- Cobra SD
- 🛸
- 75/Air65/7"
Останнє редагування:
Рекомендації щодо антен
Наведені нижче рекомендації щодо антен підходять як для аналогових, так і для цифрових систем; просто переконайтеся, що ви вибрали правильну поляризацію (RHCP або LHCP). Для DJI та Walksnail рекомендується використовувати LHCP, оскільки це рекомендовано виробниками або входить до комплекту поставки. Використання протилежної поляризації не впливає на продуктивність, якщо ви використовуєте відповідні антени на передавальному та приймальному кінцях. Шукаєте антени для системи DJI FPV? Я розповім про це в іншій статті.Всенаправлені антени для VTX (для відеопередавача)
Xilo AXII виробляється компанією GetFPV і є хорошою бюджетною FPV-антеною. Найкраще те, що вона поставляється з різними типами роз'ємів (SMA, RP-SMA, MMCX і UFL), різними типами коаксіального кабелю (жорстким і гнучким) і поляризацій (RHCP і LHCP), щоб задовольнити ваші потреби.
Rush Cherry - гідна бюджетна антена. Як альтернатива XILO для покупців за межами США, Cherry також поставляється з різними роз'ємами і поляризацією. Вона має міцний корпус, який захищає антену в разі сильних падінь.
Lollipop 4+ Foxeer Lollipop, можливо, не пропонує найкращих характеристик, але вона має гідну якість для тих, хто обмежений у коштах і хоче замінити штатні дипольні антени. Ці антени дуже міцні завдяки товстому пластиковому корпусу.
Lumenier AXII 2 - це невелика, але надійна антена, що забезпечує рівномірне покриття сигналу. AXII 2 поставляється в різних варіаціях, включаючи роз'єми MMCX, UFL і SMA з різною довжиною штекера, що робить її універсальним варіантом, який може задовольнити більшість, якщо не всі ваші потреби.
TrueRC Matchstick - На відміну від класичних антен типу "конюшиновий лист", TrueRC Matchstick має компактний дизайн і міцний герметичний пластиковий корпус, що робить її високоефективним, але довговічним варіантом. Вона може похвалитися вражаючою ефективністю 99% у поєднанні з майже ідеальним осьовим співвідношенням (з перехресним відхиленням до -30 дБ), що робить її чудовою для усунення багатопроменевих перешкод.
Foxeer Micro Lollipop - Мініатюрна бюджетна антена для мікро-дронів
TrueRC Singularity Short - Маленька преміальна антена для мікро-дронів
Антени для VRX і FPV-окулярів
Lollipop (Long & Angle SMA) - Найдешевший варіант Використання довгої антени на FPV-окулярах допомагає запобігти блокуванню сигналу головою пілота, забезпечуючи більш чітке та надійне з'єднання.
TrueRC Singularity Stubby - Якщо вам потрібні високоякісні антени, які не будуть сильно обтяжувати ваші FPV-окуляри, TrueRC Singularity Stubby - один з найкращих варіантів. Ці антени є всеспрямованими, що означає, що ви будете мати рівномірне покриття навколо себе. Однак, якщо ви схильні літати перед собою, стоячи на краю зони польоту, комбінація патчів може дати вам кращий радіус дії.
Menace Pico-Patch - це дуже компактна і доступна за ціною спрямована пластичата (patch) антена з широким покриттям сигналу, забезпечує пристойну продуктивність, чудово підходить для FPV-дронів. Дивіться мій огляд Pico-Patch (https://oscarliang.com/menacerc-pico-patch-antenna/ ).
TrueRC X-Air MKII (Найкращі в своєму класі) - Це антена, яку варто вибрати, якщо вам потрібна спрямована антена з високим коефіцієнтом підсилення для великої дальності, вона забезпечує посилення на 10 дБ і при цьому дає вам ширину діаграми спрямованості 120.
VAS Crosshair XTREME - ще одна високоякісна спрямована антена, яка не виглядає громіздкою на ваших тонких FPV-окулярах. На папері вона має схожі характеристики з X-Air MK.II з точки зору коефіцієнта підсилення та ширини променя. Однак XTREME - це антена типу Crosshair, і вона повинна мати кращу ефективність, ніж пластинчата (patch)антена. Вона також має майже ідеальне осьове співвідношення, що означає, що вона може краще справлятися з багатопроменевими спотвореннями.
Що таке FPV-антена
FPV-антена відповідає за передачу відеосигналу з камери дрона на окуляри або монітор пілота в режимі реального часу, дозволяючи пілоту керувати дроном і бачити те, що бачить дрон. Якість, продуктивність і конфігурація ваших FPV-антен відіграють вирішальну роль у визначенні дальності, чіткості та надійності передачі відеосигналу.Анатомія антени FPV
Антена - це просто шматок або шматки дроту, які перетворюють електричний сигнал в електромагнітні хвилі і навпаки. Незалежно від конструкції або зовнішнього вигляду, кожна антена складається з одних і тих же основних частин:
Елемент *Element: Провідний матеріал, який передає і приймає електромагнітні хвилі.- Площина заземлення *Ground Plane: Площина заземлення антени пов'язана з електричним заземленням пристрою. Вона також виготовлена з провідного металу і слугує електричним еталоном стану елемента. Правильно налаштована площина заземлення може посилити радіосигнал, випромінюваний або прийнятий елементом будь-якої антени.
- Коаксіальний кабель *Coaxial Cable: Спеціальний тип екранованого дроту, який передає сигнал між роз'ємом і елементом антени, не випромінюючи радіосигналу. Вони використовуються для збільшення довжини антени і часто виготовляються з жорсткого матеріалу. Коаксіальні кабелі не потрібні, якщо роз'єм безпосередньо з'єднаний з елементом.
- Штекер - роз'єм антени *Connector - це те, що фізично з'єднує елемент і площину заземлення з передавачем і приймачем відеосигналу.
Елементи антен FPV часто виготовляються з тендітних мідних дротів і зазвичай поміщаються в пластиковий захисний кожух. Ці корпуси не послаблюють сигнал і забезпечують підтримку антени під час падінь.
Спрямованість антени
При виборі антени найголовнішим рішенням є вибір її спрямованості, яка може бути спрямованою або всенаправленною. Всенаправлені(*omni-directional) антени випромінюють радіохвилі однаково в усіх напрямках, тоді як спрямовані (*directional) антени фокусують радіохвилі в одному напрямку.Класичною аналогією є лампочка проти ліхтарика, де лампочка є всеспрямованою, а ліхтар - спрямованим. Якщо обидва джерела світла працюють на однаковій потужності, ліхтар може досягати далі, оскільки він фокусує світло в одному напрямку, але за рахунок меншої ширини променя.
Всенаправлені антени чудово підходять для повсякденних польотів і забезпечують хороше покриття сигналу навколо пілота. Спрямовані антени часто використовуються в дивергентних приймачах, де вони можуть працювати в парі з всеспрямованою або декількома спрямованими антенами для покриття всіх необхідних кутів.
Diversity приймач може приймати два сигнали від двох антен і відображати сильніший сигнал.
Поляризація антени
Поляризація антени - це класифікація FPV-антен. Існує два типи:- Лінійно поляризовані антени (LP)
- Циркулярно поляризовані антени (CP)
- Лівобічні циркулярно поляризовані антени (LHCP)
- правобічні циркулярно-поляризовані антени (RHCP)
Лінійна поляризація
Лінійна поляризація використовується в багатьох базових антенах, таких як стандартні дипольні антени, що постачаються з вашими VTX (відео передавачем) і VRX (відео приймачем), або навіть у вашому домашньому WiFi.
При лінійній поляризації сигнал коливається або горизонтально, або вертикально в одній площині під час свого проходження.
Кругова поляризація
Косо-планарне колесо, конюшиновий лист і гвинтові антени є прикладами поширених антен з круговою поляризацією.
Кругова поляризація передбачає передачу сигналів як у горизонтальній, так і у вертикальній площинах зі зсувом фази на 90 градусів, що нагадує штопор, який обертається.
Однак у кругової поляризації є важливий момент: напрямок радіохвиль "закручується". Існує лише два напрямки: правобічна циркулярна (кругова) поляризація (RHCP) і лівобічна циркулярна (кругова) поляризація (LHCP). Якщо ви передаєте радіохвилю за допомогою однієї антени, вам потрібно прийняти цю хвилю за допомогою іншої антени з тим самим обертанням. Тому ви повинні використовувати антени RHCP на вашому приймачі тільки в тому випадку, якщо ваш передавач також має антену RHCP, і те ж саме стосується антени LHCP. Невиконання цієї вимоги призведе до значної втрати сигналу.Яка поляризація антени найкраща для FPV-дронів?
Антени з круговою поляризацією, як правило, вважаються кращими для FPV дронів з наступних причин:- Лінійні поляризовані антени набагато чутливіші до багатопроменевих перешкод порівняно з антенами з круговою поляризацією.
- На дальність дії LP-антени сильно впливає вирівнювання антени, а підтримувати хороше вирівнювання антени на квадрокоптері весь час практично неможливо, оскільки він постійно обертається навколо всіх осей.
Щоб досягти найкращого прийому, як на передавальній, так і на приймальній стороні повинні використовуватися антени з лінійною поляризацією, і вони повинні бути вирівняні, щоб забезпечити максимальне перекриття випромінювання. FPV дрони постійно обертаються навколо всіх 3 осей, що робить майже неможливим підтримання ідеального вирівнювання. Наприклад, коли антени передавача і приймача знаходяться під кутом 90 градусів одна до одної, вони матимуть найменше перекриття сигналу, що призводить до втрати потужності сигналу на понад 20 дБ (зменшення радіусу дії на понад 90%), що називається перехресною поляризацією. Антени з круговою поляризацією можуть бути більш придатними для радіоуправління літаками, автомобілями, човнами тощо.
З іншого боку, кругові поляризовані сигнали завжди перекриваються, незалежно від того, під якою орієнтацією або кутом знаходиться ваш FPV-дрон відносно приймальної антени (втрата сигналу не відбувається незалежно від вирівнювання антени). З цієї причини антени з круговою поляризацією є стандартом для FPV-дронів.
Ще однією перевагою кругових поляризованих антен є їхня здатність протистояти багатопроменевим перешкодам. Багатопроменеві перешкоди - це форма шуму в аналоговому відеосигналі, яка часто проявляється у вигляді випадкових змін кольору, статичного, зашифрованого зображення та пропусків. Це відбувається, коли сигнал відбивається від об'єктів (наприклад, стін і землі), спотворюється з фазовою затримкою і втручається в основний сигнал.Для звичайних польотів FPV-дронів рекомендується використовувати CP-антени. Однак деякі пілоти можуть віддати перевагу спеціально виготовленим LP-антенам, оскільки їх можна зробити меншими, легшими і міцнішими, незважаючи на гірші радіочастотні характеристики.
Коли слід використовувати антени CP
- Під час польотів поблизу великих об'єктів, таких як дерева, будівлі, або в закритих приміщеннях, таких як автостоянки і стадіони, де буде значна кількість багатопроменевих перешкод.
- Під час виконання акробатичних польотів, коли орієнтація та кут нахилу літака постійно змінюються.
- Під час польотів на малих висотах (польоти на близькій відстані).
Коли слід використовувати LP-антени
Під час стабільного прямолінійного польоту без значних коливань по крену і тангажу. Коли розмір, вага та міцність антени є найбільш важливими факторамиЧи можна використовувати LP і CP антени разом?
Ви можете змішувати лінійно поляризовані антени та антени з круговою поляризацією у вашій FPV-системі, але ціною певних втрат сигналу. Нерідко деякі гонщики використовують дипольні антени на дронах для зменшення ваги та довговічності, а на відеоприймачі ставлять кругові антени. Ви будете страждати від втрати сигналу приблизно на 3 дБ (30%), але це не так вже й погано для польотів на короткі дистанції, таких як перегони. RHCP/LHCP в цьому випадку не має значення. Але це все одно краще, ніж найгірша ситуація при використаннітільки лінійно поляризованих антен на обох кінцях, де максимальне зниження сигналу становить 97% (30 дБ). Це компроміс між продуктивністю і довговічністю. Для звичайних FPV-пілотів я все ж рекомендую використовувати тільки CP-антени.
Відмінності між LHCP і RHCP
Антени з круговою поляризацією бувають лівобічними (LHCP) або правобічними (RHCP). Передавач і приймач повинні мати відповідні антени, інакше це може призвести до значних втрат сигналу. Якщо ви змішаєте LHCP і RHCP антени, вони все одно працюватимуть, але радіус дії значно зменшиться.
Це відбувається тому, що антена LHCP відхиляє сигнал від антени RHCP і навпаки. Наскільки сильно вона відхиляє, залежить від осьового співвідношення антен. (ttps://oscarliang.com/best-fpv-antenna/#Axial-Ratio)Ця властивість антени CP може бути корисною для захисту від багатопроменевого сигналу. Кожного разу, коли CP-сигнал відбивається від об'єкта, він змінює напрямок своєї поляризації. А антена LHCP відхиляє сигнал RHCP і навпаки (перехресна поляризація). Крім того, коли один пілот використовує антени LHCP, а інший - RHCP, між ними буде менше перешкод.
Тому ви повинні використовувати один і той же тип антени на приймачі та передавачі. Якщо ви змішаєте LHCP і RHCP, ви будете страждати від значних втрат сигналу. (http://intofpv.com/t-can-i-use-rhcp-antenna-with-lhcp-antenna-for-fpv )
Для пілотів, які літають у групі, краще мати обидві антени LHCP і RHCP для гнучкості. Якщо ви більшу частину часу літаєте наодинці, то це не має значення, оскільки і LHCP, і RHCP мають однакові характеристики. Антени RHCP більш поширені для аналогових FPV-систем, тоді як LHCP більш поширені для цифрових FPV-систем, таких як DJI і Avatar.
Ефективність антени
Коли справа доходить до проектування FPV-антени, слід враховувати кілька вимірів продуктивності, в тому числі:- Посилення *Gain
- Діаграма спрямованості *Radiation Patern
- Осьове співвідношення *Acial Ratio
- VSWR
- Налаштування частоти та діапазон *Frequnce tuning and range
- Імпеданс *Impedance
цими деталями. Зрештою, ми тут не будуємо ракети для NASA, тож немає потреби створювати собі головний біль!
Якщо вам цікаво дізнатися більше про ці концепції, є багато чудових ресурсів, таких як https://antenna-theory.com та сторінка антени у Вікіпедії (https://en.wikipedia.org/wiki/Antenna_(radio)). У наступних розділах я надам коротке пояснення, що означає кожен термін.
Коефіцієнт підсилення антени
Коефіцієнт підсилення антени - це показник діапазону і кута покриття спрямованої антени. Це міра того, наскільки більше потужності може випромінювати антена в певному напрямку порівняно з ізотропним випромінювачем (теоретичною антеною, яка випромінює однаково в усіх напрямках). Коефіцієнт підсилення антени виражається в децибелах, або dB.Вищий коефіцієнт підсилення зазвичай означає більшу дальність дії, але вужчу ширину променя. Коефіцієнт підсилення антени може змінювати діаграму спрямованості, яку можна побачити в технічному паспорті антени. Для антен VTX потрібно використовувати всенаправлені антени з меншим коефіцієнтом підсилення, щоб отримати краще покриття в усіх напрямках навколо дрона. Для антен VRX потрібно використовувати комбінацію всенаправленої антени з низьким коефіцієнтом підсилення і спрямованої антени з середнім/високим коефіцієнтом підсилення, щоб отримати найкраще з обох варіантів. Якщо ви не літаєте на великі відстані, ви також можете просто використовувати всенаправлені антени з низьким коефіцієнтом підсилення на вашому відеоприймачі.
Для більш детальної інформації: Як коефіцієнт підсилення антени впливає на дальність? ( https://oscarliang.com/how-antenna-gain-affects-range/ )
Маючи справу з децибелами, корисно пам'ятати, що кожні 3 dB посилення, які ви отримуєте від антени, еквівалентні подвоєнню потужності вашого передавача. Наприклад, якщо ви можете досягти посилення на 6 dB, замінивши антену на нову з відеопередавачем потужністю 200 mW, це еквівалентно переходу на відеопередавач потужністю 800 mW, а це може збільшити дальність дії вдвічі! (6 dB= 3 dB + 3 dB = два подвоєння = 4х, 200mW х 4 = 800mw). У мене є докладний посібник, який пояснює, як використовувати dB для FPV. (https://oscarliang.com/calculate-fpv-range/ )
Діаграма спрямованості
Діаграма спрямованості вашої антени представлена двома діаграмами: одна дивиться вниз на антену, а інша - збоку. Ці діаграми можуть підказати вам, де знаходяться найслабші області прийому/передачі. Ось приклад антени з коефіцієнтом підсилення 0 dB. Як бачите, вона дійсно всеспрямована і має майже ідеальну сферичну діаграму спрямованості.Однак всенаправлені антени в реальному житті зазвичай мають слабкі місця вгорі і внизу, а 3D-діаграма спрямованості більше нагадує форму пончика. У двовимірному вигляді вона утворює вісімку у вертикальній площині і коло в горизонтальній площині.
Це демонструє важливий момент під час польоту дрона на великих висотах - не літайте над собою! Верхня частина діаграми спрямованості - це область, де посилення найслабше, і ви з великою ймовірністю втратите сигнал.
Ось діаграми спрямованості для пластинчатих (path) антени з коефіцієнтом підсилення 8 dB. Зверніть увагу на вузьку ширину променя як у вертикальній, так і в горизонтальній площинах.
Низький коефіцієнт підсилення може здатися менш привабливим з точки зору дальності дії, але він може забезпечити більш надійну роботу завдяки більш сферичній діаграмі спрямованості. Ви можете отримувати досить сильні сигнали, якщо направити антену прямо на приймач.
Осьове співвідношення
Насправді не існує ідеальної кругової поляризованої антени. Наприклад, антена RHCP може випромінювати 90% сигналу RHCP і 10% сигналу LHCP. Отже, все одно можуть бути перешкоди, навіть якщо ви робите все ідеально. Для вимірювання цієї властивості антени використовується осьове співвідношення. У термінах FPV, це вимір того, наскільки чутлива антена до багатопроменевих перешкод.Антени з кращою здатністю не сприймати багатопроменеві перешкоди полегшують польоти в районах з великою кількістю бетону і металу. Ідеальна циркулярно поляризована антена має осьове співвідношення 1, тоді як антени з осьовим співвідношенням ближче до 1 мають більшу здатність відкидати багатопроменеві перешкоди.
Частота і смуга пропускання
Антени налаштовуються на певну частоту, наприклад, довжина дипольної антени визначає частоту, на яку вона налаштована. На цій частоті антена матиме найкращі характеристики при передачі і прийомі.Якщо ви передаєте або приймаєте на трохи вищій або нижчій частоті, антена все одно матиме прийнятні характеристики, і цей "прийнятний діапазон" називається смугою пропускання. За межами смуги пропускання рівень сигналу значно знижується або навіть відкидається.
Ви повинні розуміти, на яку частоту налаштована ваша антена і яка її смуга пропускання, щоб вибрати найефективніший канал/частоту для використання. В іншому випадку ви з більшою ймовірністю отримаєте перешкоди і втратите зображення.
Це може навіть призвести до перегріву і пошкодження відеопередавача, оскільки надсилання потужності на непідходящу антену може відбити її назад, де вона може накопичуватися у вигляді тепла.
У будь-якому випадку, для FPV більшість антен, розрахованих на 5,8 ГГц, повинні працювати на всіх каналах в діапазонах A, B, E, F і R, якщо в специфікаціях продукту не вказано інше.
SWR
Коефіцієнт стоячої хвилі (SWR), або VSWR, розшифровується як (Voltage) Standing Wave Ratio [«(напруга) коефіцієнт стоячої хвилі»], що означає, скільки енергії повертається назад до джерела.При коефіцієнті SWR, що дорівнює 1, 100% енергії передається через антену без жодних втрат. Однак у реальному світі антени неминуче мають певні втрати. Високочастотні антени вимагають надзвичайно точної конструкції (наприклад, з точністю до 0,1 мм) і дуже чутливі до використовуваних конструкційних матеріалів, включаючи тип припою і пластику. Деякі добре спроектовані антени, такі як Pagoda, мають більшу толерантність, тому вони, як правило, мають досить низький SWR в цілому.
При коефіцієнті діелектричного опору 2 прохідна потужність становить близько 89%, 11% повертається назад до передавача, тому коефіцієнт діелектричного опору нижче 2 вважається пристойною характеристикою антени.Коли антена використовується для передачі, високий КСВ може призвести до перегріву передавача, що потенційно може пошкодити радіостанцію при тривалому включенні живлення. І навпаки, якщо антена призначена для прийому, то високий КСХ не зашкодить приймачу, але може погіршити прийом сигналу.
Зауважте, що SWR змінюється з частотою, і коли ми говоримо про «налаштування антени», то маємо на увазі частоту, на якій вона має найнижчий SWR. Оскільки ми використовуємо діапазон 5,8 ГГц для FPV, нас цікавить лише значення SWR між 5645 МГц (5,645 ГГц) і 5945 МГц (5,945 ГГц).
Вимірювання SWR не є необхідним для порівняння, чи є одна антена кращою за іншу, а скоріше є хорошим інструментом для визначення того, чи підходить антена для передбачуваного діапазону частот, і допоможе вам вибрати найкращий канал для використання.
Подальше читання:
Я протестував кілька антен і виклав їхні діаграми SWR тут: https://oscarliang.com/fpv-antenna-swr/.
Візьміть LiteVNA і протестуйте SWR антени в домашніх умовах: https://oscarliang.com/litevna-measure-antenna-swr/
Ефективність антени
Хоча КСХ (коефіцієнт стоячої хвилі) важливий, це не єдиний фактор, який впливає на продуктивність антени. Ефективність антени не менш важлива. Ефективність - це кількість енергії, яка досягає антени, а потім випромінюється у вигляді радіочастотної енергії.Наприклад, розглянемо два варіанти антен для VTX потужністю 100 мВт.
- Антена А має SWR 1,2:1 (99,2%) і ефективність випромінювання 80%.
- Антена Б має SWR 2,0:1 (88,9%) і ефективність випромінювання 90%.
Типи антен
Ми розглянули майже всі основи FPV-антен, тепер дозвольте представити різні типи антен, які зазвичай використовуються в FPV.| Всеспрямовані (Omni-directional) | Спрямовані (Directional) | |
| Лінійна поляризація | Монопольна (Monopole), Дипольна (Dipole) | Patch |
| Кругова поляризація | Cloverleaf, Pagoda | Helical, Patch, Crosshair |
Монопольна (Monopole) антена
Опис:- Тип: Всенаправлені лінійні
- Області застосування: Передавачі та приймачі радіоуправління
Навчальний посібник: як зробити монопольну антену. (https://oscarliang.com/make-simple-whip-antenna-5-8ghz-linear-polo/ )
Дипольна (Dipole) антена
Опис:- Тип: Всенаправлена лінійна
- Області застосування: Передавачі і приймачі радіоуправління, відеопередавачі
Дипольна антена має просту конструкцію, що складається з двох елементів однакової довжини, які перпендикулярні один до одного, як правило, на прямій лінії. Один елемент є випромінюючим елементом, а інший служить площиною заземлення. Дипольна антена має дещо вищий коефіцієнт підсилення, ніж монопольна, за рахунок зниження ефективності вертикальної характеристики антени.
Антена листок конюшини (Cloverleaf)
Опис:- Тип: Всенаправлені кругові
- Області застосування: Антени передавачів і приймачів відеосигналу
Ці антени є всенаправленими, як дипольні. Кругова поляризація антен забезпечує фантастичну продуктивність незалежно від їхньої орієнтації одна відносно одної. Вони також менш чутливі до багатопроменевих перешкод, тому ви можете літати навколо стін і дерев з кращою якістю відео.
Однак вони відносно крихкі, тому часто поставляються в різних корпусах і захисті. Їх іноді називають "грибовидними антенами" через форму захисного корпусу.
Антена Пагода (Pagoda)
Опис:- Тип: Всенаправлені кругові
- Області застосування: Антени для передавачів і приймачів відеосигналу
Такі антени дешевші у виробництві, оскільки їх можна друкувати на друкованих платах, і їхня якість буде приблизно однаковою. Однак вони менш ефективні, оскільки використовують скловолокно (склопластик), а не повітря як діелектрик, тому ви можете отримати нижчий RSSI, ніж антени з ідентичними характеристиками, які використовують дроти (з повітрям як діелектриком).
Детальніше див. розділ про пагодові антени. (https://oscarliang.com/pagoda-antenna-realacc/ )
Спіральна (Helical) антена
Опис:- Тип: Кругова направлена
- Застосування: Відеоприймачі
Для більш детальної інформації ознайомтеся з нашою статтею про гвинтові (helical) антени та пластичасті (patch) антени. ( https://oscarliang.com/helical-patch-antenna-58ghz-fpv/ )
Пластинчаста (Patch) антена
Опис:- Тип: Спрямовані лінійні або кругові
- Застосування: Передавачі радіоуправління та відеоприймачі
Вони відносно недорогі у виробництві, оскільки їх можна друкувати на друкованих платах, але їхня ефективність нижча, ніж у інших типів антен, які використовують повітря як діелектрик, наприклад, у спіральних антен.
Пластинчасті антени зазвичай мають меншу спрямованість, ніж гвинтові, і займають меншу площу.
Ось приклад того, як виглядає патч-антена зсередини:
Перехресна (Crosshair) антена
Опис:- Тип: Направлена кругова
- Застосування: Відеоприймачі
Міркування щодо вибору антени для FPV
Початківцям найкраще починати з всенаправлених кругових поляризованих антен, наприклад, типу "лист конюшини" або "пагода".Ефективність антени значною мірою залежить від якісного матеріалу і точності, тому хороші антени коштуватимуть дорожче. Однак деякі першокласні антени можуть коштувати в 2-3 рази дорожче, ніж дешевші, хоча вони можуть принести лише 5% або 10% покращення діапазону.
Осьове співвідношення також є важливим фактором, який зазвичай не згадується виробниками. Але ви можете дізнатися про його характеристики з відгуків в Інтернеті.
Зрештою, найкраща антена для вас буде залежати від вашого бюджету і дослідження пристроїв. Після того, як ви інвестували в налаштування приймача, ви можете розглянути можливість придбання спрямованих антен для поліпшення якості сигналу і розширення діапазону.
Приймальні антени проти передавальних
Антени призначені для прийому, передачі або для того й іншого. Важливо вибрати правильну антену для кожного завдання.Для надійної роботи слід використовувати всеспрямовану антену на відеопередавачі. Це пов'язано з тим, що квадрокоптер постійно рухається і обертається, і неможливо утримувати спрямовану антену, націлену на відеоприймач пілота.
Ви можете використовувати високоспрямовану антену на вашому відеоприймачі, оскільки ви можете направити антену в певному напрямку. Якщо у вас є диверсифікаційний (diversity) приймач на окулярах, ви можете комбінувати як спрямовані, так і всенаправлені антени, щоб отримати найкраще з обох варіантів.Типи антенних роз'ємів
Для антенних роз'ємів ми зазвичай використовуємо SMA і RP-SMA. Вони відрізняються за конструкцією і не сумісні один з одним, тому переконайтеся, що ви купуєте відповідний роз'єм. Перегляньте цю статтю, щоб дізнатися про відмінності між SMA і RP-SMA. Якщо ви новачок у цьому хобі, спробуйте використовувати тільки SMA, щоб не заплутатися в майбутньому. Різниці в продуктивності немає.Для роз'єму SMA існує два варіанти: SMA і RP-SMA. Вони можуть виглядати схоже, але вони не сумісні один з одним. Різниці в продуктивності між ними немає.
"Роз'єми U.FL" стають популярними в останні роки завдяки своїй легкій вазі та компактному розміру. Однак вони надзвичайно крихкі та мають обмежену кількість циклів з'єднання.
MMCX - це новий тип роз'єму, який використовується в VTX і антенах. Це ідеальний баланс між роз'ємами SMA та U.FL з точки зору ваги та розміру. Він набагато міцніший за U.FL і має набагато більшt циклів з'єднання і може пережити більш жорсткі аварії, ніж UFL, і в той же час займає меншу площу, ніж SMA.
Довговічність
При виборі FPV-антени для FPV-дронів важливо враховувати її довговічність.Антена встановлюється зовні, вона схильна до пошкоджень і, ймовірно, переживе багато падінь протягом свого життя. Тому важливо вибрати антену, яка зможе витримати неминучі пошкодження, особливо якщо ви часто падаєте.
Приймаючи рішення, враховуйте, наскільки міцною та довговічною є антена, обирайте ту, що постачається з міцним захисним корпусом.
Вага
Розмір і вага антени часто залишаються поза увагою, але вони стають все більш важливими, оскільки FPV дрони стають легшими. Заощадження навіть кількох грамів може покращити продуктивність вашого квадрокоптера та збільшити час польоту. Тому важливо враховувати вагу антени при її виборі для вашого міні-квадрокоптера.Як встановити антену VTX?
При встановленні антени VTX (відеопередавача) найголовніше - тримати її подалі від будь-яких провідних матеріалів. Це пов'язано з тим, що ці матеріали можуть блокувати або поглинати радіохвилі, що призведе до послаблення вашого сигналу.Також важливо використовувати жорстку антену, оскільки довша антена може створювати вібрації під час польоту, які ускладнюють налаштування дрона або спричиняють більше шуму.
Найкраща орієнтація антени VTX залежить від вашого стилю польоту. Якщо ви проводите більшу частину часу в круїзі, ваш квадрокоптер може бути нахилений вперед на 20-30 градусів. Якщо встановити антену з нахилом назад, то під час польоту вона буде спрямована вертикально, що є оптимальним положенням антени.
Для захисту гоночних дронів антени VTX часто встановлюють всередині 3D-друкованого кріплення TPU. Однак це може бути не найкращим вибором для польотів на великі відстані.У мене є ціла стаття, в якій я детально розповідаю про розміщення антен. (https://oscarliang.com/antenna-positioning/ )
Як встановити антену відеоприймача?
При встановленні антени відеоприймача необхідно враховувати тип вашої системи. Для приймача з однією антеною рекомендується використовувати кругову поляризовану всенаправлену антену, в той час як для диверсифікаційного (diversity) приймача з декількома антенами рекомендується використовувати спрямовану та всенаправлену антени для забезпечення кращої продуктивності.Під час польотів на великі відстані зазвичай встановлюють модуль відеоприймача на штативі, щоб запобігти несподіваним змінам орієнтації антени через рухи тіла. Штатив також може допомогти відрегулювати антену, щоб переконатися, що вона спрямована в правильному напрямку. Якщо ви носите антену на окулярах, ви можете спробувати рухати головою, щоб спрямувати її на модель, коли сигнал слабшає.
Використання SMA-адаптерів
Ви можете використовувати адаптери для переходу між різними роз'ємами (RP-SMA, SMA, MMCX, U.FL тощо). Ці адаптери навіть поставляються з кутами 45 градусів або 90 градусів, якщо ви хочете направити антену в певне положення. Однак, при використанні будь-яких адаптерів або подовжувачів коаксіальних кабелів буде спостерігатися деяка втрата сигналу. Зазвичай прямі адаптери мають втрати близько 0,1-0,2 дБ, 45-градусний адаптер - близько 0,2-0,5 дБ, а адаптер з прямим кутом - 0,5-1 дБ.Іноді переваги використання адаптера або подовжувача переважують невеликі втрати сигналу. Наприклад, ви можете використовувати подовжувач коаксіального дроту, щоб збільшити відстань між антеною VTX і радіоприймачем або іншими джерелами перешкод. Або ви можете використовувати 45-градусний адаптер для оптимізації орієнтації антени відеоприймача.
Уникайте згинання антенного кабелю
Згинання антенного кабелю може призвести до втрати сигналу, зазвичай під кутом 90 градусів втрата може становити близько 0,3 дБ або більше. Намагайтеся не тримати антену і кабель прямими, якщо це можливо, або тримайте радіус вигину мінімальним.Накриття антен
У перегонах поширена практика закривати антени 3D-друкованими деталями або термоусадочними трубками для захисту, однак це може вплинути на роботу антени - наприклад, змістити її налаштовану частоту (має тенденцію зміщуватися нижче), а іноді навіть призвести до втрати сигналу (до 2 дБ або більше). Якщо у вас немає обладнання для управління цим зміщенням частоти, це може бути досить невідомим, тому, ймовірно, краще уникати покриття антен термоусадкою, TPU або PLA, якщо ви надаєте перевагу відеосигналу, а не захисту.Зроби FPV-антену своїми руками
Виготовлення власної FPV-антени може здатися складним завданням, але це може бути економічно вигідним варіантом. Вам не потрібно повністю розуміти конструкцію антени, щоб зробити хорошу антену - матеріали дешеві і легкодоступні. Все, що вам потрібно - це коаксіальний кабель, мідний дріт і пластикові опори, а також дотримуватися простого правила і бути точним у своїх вимірах.Намагайтеся використовувати кабелі RG402, який набагато кращий за RG316 (тобто з меншими втратами для FPV). Деякі коаксіальні кабелі призначені для інших частот і можуть мати надзвичайно високі втрати для FPV-додатків на 5,8 ГГц.
Однак майте на увазі, що виготовлення високоефективної антени вимагає великої точності, і навіть невеликі помилки можуть суттєво вплинути на її ефективність. Якщо ви шукаєте першокласну продуктивність, найкраще купувати антени від відомих виробників.
- Моя спроба зробити антену з конюшинового листя: https://oscarliang.com/make-diy-cloverleaf-antenna/
- Відео про збірку пагоди:
- DIY Helical від IBCrazy: https://www.rcgroups.com/forums/sho...elical-antenna-7-5-13-dbi-New-Wave-Trap-match!
Висновок
Отже, ми розглянули деякі основи і міркування при виборі FPV-антени на 5,8 ГГц, а також деякі рекомендації щодо вибору антени для FPV-польотів. Сподіваюся, цей посібник допоміг вам вибрати найкращу FPV-антену для вашого міні-квадрокоптера!- Травень 2017 - Створено статтю.
- Вересень 2018 - оновлено «Рекомендації щодо антен» та додано інформацію про «Частоту антени».
- Березень 2019 - додано інформацію про SWR, адаптери та подовжувачі.
- Липень 2020 - оновлено рекомендації.
- Березень 2022 - оновлено продукти, додано детальну інформацію про те, як монтувати VTX/VRX антени.
- Березень 2023 - оновлено підручник.
- Травень 2024 - оновлено рекомендації та інформацію про SWR.
