Антена FPV є вирішальним фактором, який визначає дальність і потужність сигналу системи FPV. Цей посібник пояснить основи антен 5,8 ГГц, що використовуються у VTX та VRX міні-квадроциклів.

store

Зміст

  • Що таке антена FPV
  • Анатомія антени
  • Поляризація антени - лінійна або кругова
  • Спрямована та всеспрямована антени
  • Типи антен FPV
  • Міркування при виборі антени FPV
  • Найкращі FPV-антени для міні-квадроциклів

Що таке антена FPV

Антена перетворює електричний сигнал в електромагнітні хвилі і навпаки. У FPV антени забезпечують бездротовий зв'язок між VTX і VRX. Антени систем FPV є критично важливими елементами, що визначають дальність і якість сигналу.

Анатомія FPV-антени

Усі антени, незалежно від їх конструкції або зовнішнього вигляду, складаються з однакових основних елементів:

  • Активний елемент - Провідний матеріал, який приймає або передає сигнал в повітря.
  • Коаксіальний кабель - Спеціально екранований кабель, який несе сигнал від роз'єму до антени, не випромінюючи радіосигналів. Коаксіальні кабелі використовуються для подовження висоти антени і часто настільки жорсткі, що їх можна зігнути до потрібного кута. Коаксіальні кабелі не потрібні, якщо антена підключена безпосередньо до VTX або VRX.
  • З'єднувач - Використовується для підключення антени до VTX або VRX.

Антени FPV виготовляються з крихких мідних проводів або іншого струмопровідного матеріалу, часто з пластиковим захисним покриттям, яке не послаблює сигнал і захищає антену в разі удару.

Поляризація антени - лінійна або кругова

Існує два типи поляризованих антен: лінійна та кругова

Антени кругово поляризовані є стандартним оновленням для більшості систем FPV, оскільки:

  • Антени лінійно поляризовані вони дуже чутливі до перешкод, коли існує безліч можливих шляхів для сигналу або “багатопроменевого шляху”. "Багатопроменевість" відбувається, коли відеосигнал відбивається від об'єктів, таких як будівлі, дерева, машини тощо. Відбитий сигнал виходить з фази і може перешкоджати основному сигналу. Багатопроменева перешкода часто розглядається як випадкова статика у відеосигналі.

  • Лінійно поляризовані антени повинні бути вирівняні, щоб добре працювати, і вирівнювання дуже важко на квадрокоптерах, які весь час рухаються.

Тому можна сказати, що в цілому для використання безпілотників FPV краще використовувати кругові поляризовані антени, хоча деякі пілоти вибирають лінійно поляризовані антени, оскільки вони легші, менші та довговічніші, хоча їх продуктивність гірша.

LHCP та RHCP

Серед кругових поляризованих антен є "ліва" (LHCP), а є "права" (RHCP). Коли кілька пілотів літають разом, використання одного з LHCP, а іншого з RHCP допомагає зменшити перешкоди.

Антени LHCP відхиляють сигнал від антени RHCP і навпаки, тим самим зменшуючи перешкоди між ними. З тієї ж причини використання кругових поляризованих антен допомагає зменшити багатопроменеві перешкоди. Щоразу, коли сигнал відскакує від стін або землі, його поляризація змінюється. Наприклад, відбитий сигнал LHCP стає RHCP і, отже, відхиляється антеною LHCP.

Для пілотів, які зазвичай літають у групі, оптимальним є наявність по одній антені кожного (LHCP та RHCP), щоб можна було використовувати ту, яка потрібна в кожній гонці. Якщо ви зазвичай літаєте соло, то це насправді не має значення. Купуйте RHCP, оскільки його легше отримати.

Спрямована та всеспрямована антени

Як ви можете здогадатися з назв, всеспрямовані антени Вони випромінюють свій сигнал у всіх напрямках однаково, тоді як спрямовані антени фокусують свій сигнал в одному напрямку. Аналогією може бути лампочка проти ліхтарика, де всеспрямованою антеною є лампочка, а спрямованою антеною є ліхтарик. Якщо обидва джерела світла мають однакову потужність, світло від ліхтарика сягає далі, але за рахунок більш вузького променя.

спрямовані антени Вони можуть бути поляризованими або круговими. Те саме стосується всенаправленого.

Всеспрямовані антени добре підходять для польоту в будь-який день і забезпечують хороше покриття сигналу навколо пілота. Уникайте використання спрямованих антен, якщо ви не хочете постійно дивитись у напрямку пристрою.

Спрямовані антени часто використовуються парами в приймачі різноманітності, де вони можуть бути пов'язані всенаправленими антенами для покриття всіх необхідних кутів.

"приймачі різноманітностіМоже приймати два сигнали від двох антен і вибрати найпотужніший для відображення.

Наприклад, якщо у вас є приймач із циркулярно поляризованою антеною та гвинтовою антеною, приймач використовуватиме сигнал від останньої, коли пристрій летить перед вами, і сигнал від циркулярно поляризованої антени (всеспрямований), коли пристрій позаду. ваш.

Вимірювання поведінки антени

Існує багато параметрів, що стосуються характеристик антени, які можна виміряти, таких як:

  • Прибуток
  • Діаграма випромінювання
  • Осьове відношення
  • Ширина смуги частот
  • Налаштована частота
  • Імпеданс

Зазвичай перших двох-трьох факторів достатньо для характеристики антени. Поки ви купуєте фірмове обладнання, не варто надто турбуватися про все це. Ми також не знаходимося на літаючих ракетах NASA, і антена не збирається порушувати чийсь бюджет.

Якщо вас цікавить тема антен, ми залишаємо вам посилання на клубок: antenna-theory.com . Тут ми спробуємо пояснити лише кілька основних понять, таких як коефіцієнт підсилення або діаграма випромінювання.

  • Підсилення антени

Коефіцієнт посилення - це показник дальності та кута покриття спрямованої антени. Більший коефіцієнт підсилення зазвичай означає більший діапазон, але вужчу ширину радіопроменя. Коефіцієнт підсилення антени може змінити діаграму випромінювання, як ми побачимо через мить.

  • Діаграма випромінювання.

Діаграма випромінювання (діаграма випромінювання) показує форму випромінювання, яке випромінює антена. Ці схеми показують, як легко втратити сигнал. Ось кілька прикладів, які допомагають наочно уявити, як виглядають схеми випромінювання антени.

На зображенні нижче ви можете побачити діаграму випромінювання антени з коефіцієнтом посилення 8 дБ. Ви можете побачити вузькість променя як в горизонтальній, так і у вертикальній площинах.

Діаграма випромінювання

Антени з низьким коефіцієнтом посилення можуть здаватися менш привабливими, коли справа стосується дальності, але вони забезпечують більшу надійність завдяки більш сферичній діаграмі випромінювання, а хороший сигнал можна отримати, спрямувавши антену на приймач.

  • Осьове відношення

Насправді не існує такого поняття, як ідеальна кругово поляризована антена. Наприклад, антена RHCP може виводити 90% свого сигналу як RHCP і 10% свого сигналу як LHCP, тому все одно можуть бути перешкоди, навіть якщо ви все робите ідеально.-

Коефіцієнт осі вимірює цю характеристику антени.

На практиці вимірюється коефіцієнт осьового співвідношення - це наскільки схильна антена до «багатопроменевих» перешкод. Антени з кращим відхиленням від багатопроменевого шляху значно полегшують політ в місцях з великою кількістю бетону та металу. Чим ближче до осевого співвідношення антени 1, тим краще.

Типи антен

Наразі ми розглянули основи антен FPV. Далі ми представимо, як поширені типи FPV-антен

Моно поло, Диполь

Конюшина, плоскі кругові, пагода

Гвинтовий, плоский, глазок

Це найпростіша форма антени, і в основному це оголений шматок дроту. Це дуже поширене явище у радіоприймачах, оскільки воно дуже дешеве і легко ремонтується, але вони не настільки ефективні, як дипольні антени. Довжина оголеного дроту життєво необхідна, оскільки вона визначає резонансну частоту.

Дипольні антени порівняно прості. Вони засновані на монополюсній антені із заземленням під активним елементом, що значно підвищує її ефективність. Дипольні антени легкі і можуть бути дуже стійкими до ударів. Майже всі VTX і VRX мають дипольні антени.

ЛИСТ КЛЕВЕРА (CLOVERLEAF)

Антени з конюшиною - найпоширеніші на міні-квадратиках FPV. Конюшина має три частки. Виробляються також інші плоскі круглі, які мають чотири частки. Ці антени є однонаправленими, як диполі, але вони кругово поляризовані та забезпечують кращий прийом, при цьому вони менш сприйнятливі до багатопроменевості, тому ви можете літати між деревами та стінами з гарною якістю відео. Однак цей тип антени досить крихкий і зазвичай має різні захисні засоби. Іноді їх називають «грибами» через форму контейнера або захист.

АНТЕНИ ПАГОДИ

Pagoda - це нова конструкція антени, яка стала популярною у 2016 році. Це кругово поляризована всенаправлена ​​антена. Унікальний дизайн та використання друкованих плат роблять їх дуже стійкими

ГЕЛІКАЛЬНІ АНТЕНИ

Гвинтові антени мають форму пружини. Вони являють собою кругові поляризовані спрямовані антени. Кількість витків визначає коефіцієнт підсилення антени

РІВНА АНТЕНА (ЛІП)

Плоскі антени також спрямовані і можуть бути знайдені з лінійною та круговою поляризацією. Як правило, вони мають меншу спрямованість, ніж гвинтові, а також займають менше площі.

Міркування щодо вибору антени для FPV

Для початківців краще починати з циркулярно поляризованої всенаправленої антени, наприклад, з пагоди або листя конюшини.

Продуктивність антени залежить від хорошого матеріалу та точності у виробництві. Отже, хороші антени коштують дорожче, а одна з найкращих антен може коштувати вдвічі чи втричі більше, ніж погана, забезпечуючи при цьому лише одне або 10% поліпшення прийому. Осьовий коефіцієнт також є важливим фактором, який слід враховувати, хоча він зазвичай не згадується виробником, але є багато критики щодо даних в Інтернеті. Нарешті вибір залежить від того, що ви хочете витратити, і що ви досліджуєте щодо продуктів.

Антени для VTX і VRX

Коли антени купуються попарно, вони, як правило, взаємозамінні і служать як для трансляції, так і для прийому. В іншому випадку вони повинні бути дуже чітко позначені зовнішніми позначеннями TX і RX. Антени TX і RX не повинні бути однаковими. Направлені антени часто використовуються у VRX, щоб отримати більший діапазон, тоді як при передачі ви завжди повинні використовувати всеспрямовані антени через те, що квадрокоптери будуть дивитися в різні боки під час польоту.

Типи антенних роз'ємів

Для антенних роз'ємів ми зазвичай маємо SMA та RP-SMA. Вони різного дизайну і не сумісні між собою. Якщо ви новачок у хобі, просто почніть із SMA, який є найпоширенішим. Різниці в поведінці немає. Ви можете перекласти адаптери з одного на інший, і вони можуть добре вам служити для VRX, але хто хоче додати ваги своєму дрону?

Відмінності між роз'ємами SMA та RP-SMA

Роз'єми U.FL популярні серед гоночних безпілотників своєю низькою вагою та компактними розмірами, але вони дуже крихкі та мають дуже обмежену кількість операцій, перш ніж вони починають виходити з ладу.

MMCX - це новий тип роз'ємів. Це хороший баланс між SMA та U.FL щодо ваги та розміру. Він набагато надійніший, ніж U.FL, і має більше життєвих циклів.

Довговічність

Гонковий дрон неминуче зазнає багатьох аварій протягом усього свого життя. Оскільки антена встановлена ​​поза корпусом, вона не втратить належної частки зловживань. Тому вибирайте антену відповідно до ваших шансів на збій. Якщо ви сильно розбиваєтесь, надійність та довговічність повинні бути пріоритетними факторами при виборі антени.

Вага

Одне, що люди, як правило, ігнорують, - це вага антени. Це стає все більш важливим, оскільки дрони стають легшими та легшими. Кожен збережений грам покращує поведінку квадроциклів.

Антени "зроби сам"

Деякі з антен, що використовуються в FPV, можна зробити самостійно вдома, хоча ніхто не гарантує їх роботи. Побудова антени не тільки проста, але це хороший спосіб дізнатись, як працює антена.

Ось кілька посилань людей, які роблять власні антени:

  • Конюшина
  • Пагода
  • Гвинтові

Найкращі FPV-антени для міні-квадроциклів

Всеспрямовані антени

Повітряна пагода

Пагода - це простий та ефектний дизайн. Він виготовлений із пластику та має просту збірку, тому дешевий - від 5 до 10 євро. Є багато виробників. Одним з найкращих може бути TBS Triumph, який не використовує гнутих проводів, що забезпечує рівномірне покриття і робить його дуже міцним і важким для клонування.

Aomway - 4 пелюстки конюшини

Aomway - перевірені антени. Вони є на ринку роками і досі є хорошим продуктом з точки зору продуктивності. У будь-якому випадку, антенні дроти можуть бути відкритими і не мати пластикового покриття, тому завжди існує невелика стурбованість щодо їх міцності, навіть незважаючи на те, що мочки важко зігнути. Є версія з пластиковою кришкою, і є ті, хто скаржиться, що вона забезпечує більший опір повітрю, бо неможливо догодити всім ...

Foxeer виготовляє одні з найбільш доступних на ринку антен, але вони також працюють не найкраще, хоча вони достатньо якісні, щоб замінити стандартний диполь за дуже невеликі гроші. Це дуже стійкі антени з товстим пластиковим покриттям, але це робить їх важкими: 12 г.

Антена Lumenier Axii GetFPV має невеликий діаметр всього 16 мм, що робить її однією з найменших і найміцніших. На папері він каже, що він має відмінне осьове співвідношення із справжньою круговістю і доступний у RHCP та LHCP.

Направлені антени

Menace Invader - це плоска спрямована антена з хорошим кутом прийому. Ідеально підходить для встановлення на окуляри FPV. Дешево.

True RC X Air - це спрямована антена з високим коефіцієнтом посилення. Покриває 120º.