FPV антената е решаващият фактор, който определя обхвата и силата на сигнала на FPV система. Това ръководство ще обясни основите на 5.8 GHz антените, използвани във VTX и VRX на мини четириядрите.

arduino

Съдържание

  • Какво е FPV антена
  • Анатомия на антената
  • Поляризация на антената - линейна или кръгла
  • Насочени и ненасочени антени
  • Типове FPV антени
  • Съображения при избора на FPV антена
  • Най-добрите FPV антени за мини карета

Какво е FPV антена

Антената преобразува електрически сигнал в електромагнитни вълни и обратно. В FPV антените позволяват безжична комуникация между VTX и VRX. Антените на FPV системите са критични елементи, които определят обхвата и качеството на сигнала.

Анатомия на FPV антена

Всички антени, независимо от техния дизайн или външен вид, се състоят от едни и същи основни елементи:

  • Активен елемент - Проводим материал, който приема или предава сигнала във въздуха.
  • Коаксиален кабел - Специално екраниран кабел, който пренася сигнала от конектора към антената, без да излъчва радиосигнали. Коаксиалните кабели се използват за удължаване на височината на антената и често са толкова твърди, че тя може да бъде огъната до желания ъгъл. Коаксиалните кабели не са необходими, ако антената е свързана директно към VTX или VRX.
  • Съединител - Използва се за свързване на антената към VTX или VRX.

FPV антените са направени от чуплива мед или друг проводим материал, често с пластмасово защитно покритие, което не отслабва сигнала и предпазва антената в случай на удар.

Поляризация на антената - линейна или кръгла

Има два вида поляризирани антени: линейна и кръгла

Антени кръгова поляризирана е стандартното надграждане за повечето FPV системи, защото:

  • Антени линейно поляризирани те са много чувствителни към смущения, когато има множество възможни пътища за сигнала или „многопътност“. „Мултипътинг“ възниква, когато видеосигналът се отблъсква от обекти като сгради, дървета, автомобили и др Отразеният сигнал е извън фазата и може да попречи на основния сигнал. Многопосочните смущения често се възприемат като случайни статични характеристики във видеосигнала.

  • Линейно поляризираните антени трябва да бъдат подравнени, за да работят добре, и подравняването е много трудно на квадрокоптери, които се движат през цялото време.

Следователно може да се каже, че като цяло е по-добре да се използват кръгово поляризирани антени за управление на FPV безпилотни летателни апарати, въпреки че някои пилоти избират линейно поляризирани антени, тъй като са по-леки, по-малки и по-трайни, въпреки че тяхната работа е по-лоша.

LHCP и RHCP

Сред кръговите поляризирани антени има "ляво" (LHCP) и има "дясно" (RHCP). Когато множество пилоти летят заедно, като единият използва LHCP, а другият използва RHCP, помага за намаляване на смущенията.

LHCP антените отхвърлят сигнала от RHCP антена и обратно, така че смущенията между двете са намалени. По същата причина използването на кръгово поляризирани антени помага за намаляване на многостранните смущения. Всеки път, когато сигнал се отскача от стените или пода, поляризацията му се променя. Например отскачащият LHCP сигнал става RHCP и следователно се отхвърля от LHCP антената.

За пилотите, които обикновено летят в група, оптималното е да имат по една антена от всяка (LHCP и RHCP), за да може да се използва тази, необходима за всяка раса. Ако обикновено летите самостоятелно, това наистина няма значение. Купете RHCP, защото е по-лесно да се получи.

Насочени и ненасочени антени

Както можете да се досетите от имената, всепосочни антени Те излъчват сигнала си във всички посоки еднакво, докато насочените антени фокусират сигнала си в една посока. Аналогия може да бъде електрическа крушка спрямо фенерче, където всепосочната антена е електрическата крушка, а насочената антена е фенерчето. Ако и двата източника на светлина имат еднаква мощност, светлината от фенерчето достига по-далеч, но за сметка на по-тесен лъч.

The насочени антени Те могат да бъдат поляризирани или кръгово поляризирани. Същото важи и за всепосочното.

Всепосочните антени са добри за летене всеки ден и осигуряват добро покритие на сигнала навсякъде около пилота. Избягвайте да използвате насочени антени, ако не искате непрекъснато да гледате в посоката на устройството.

Насочените антени често се използват по двойки в приемници за разнообразие, където те могат да бъдат свързани с всепосочени антени, за да покрият всички необходими ъгли.

„приемници за разнообразиеМоже да приема два сигнала от две антени и да избере най-мощния за показване.

Например, ако имате такъв приемник с циркулярно поляризирана антена и спирална антена, приемникът ще използва сигнала от последната, когато устройството лети пред вас, и сигнала от циркулярно поляризираната антена (ненасочена), когато устройството е отзад. вашето.

Измервания на поведението на антената

Има много параметри, свързани с производителността на антената, които могат да бъдат измерени, като например:

  • Печалбата
  • Радиационният модел
  • Аксиално съотношение
  • Честотната лента
  • Настроената честота
  • Импеданс

Обикновено първите два или три фактора са достатъчни, за да характеризират антената. Докато купувате марково оборудване, не бива да се притеснявате твърде много за всичко това. Ние също не сме на летящи ракети на НАСА и антена няма да наруши ничий бюджет.

Ако се интересувате от темата за антените, оставяме ви линк за заплитане: antenna-theory.com . Тук ще се опитаме да обясним само няколко основни понятия като усилване или радиационен модел.

  • Усилване на антената

Коефициентът на усилване е индикатор за обхвата и ъгъла на покритие на насочена антена. По-голямото усилване обикновено означава по-голям обхват, но по-тясна ширина на радио лъча. Коефициентът на усилване на антената може да промени модела на излъчване, както ще видим след малко.

  • Диаграма на излъчване.

Моделът на излъчване (диаграма на излъчване) показва формата на излъчването, излъчвано от антената. Тези модели показват колко лесно е да загубите сигнала. Ето няколко примера, които помагат да се визуализира как изглеждат моделите на излъчване на антената.

На изображението по-долу можете да видите диаграмата на излъчване за антена с 8 dB усилване. Можете да видите тесността на лъча както в хоризонтална, така и във вертикална равнина.

Диаграма на излъчване

Антените с ниско усилване може да изглеждат по-малко привлекателни, когато става въпрос за обхват, но те предлагат по-голяма надеждност благодарение на по-сферичен модел на излъчване и добър сигнал може да се получи чрез насочване на антената към приемника.

  • Аксиално съотношение

В действителност няма такова нещо като перфектна циркулярно поляризирана антена. Например, RHCP антена може да изведе 90% от сигнала си като RHCP и 10% от сигнала си като LHCP, така че все още може да има смущения, дори ако правите всичко перфектно.-

Аксиалното съотношение измерва тази характеристика на антената.

На практика това, което се измерва с аксиалното съотношение, е доколко антената е податлива на многолучеви смущения. Антените с по-добри възможности за отхвърляне на многопътни пътища улесняват много полета на места с много бетон и метал. Колкото по-близо до 1 е аксиалното съотношение на антената, толкова по-добре.

Видове антени

Досега разгледахме основите на FPV антените. По-нататък ще представим как са често срещаните типове FPV антени

Моно поло, Дипол

Детелина, плосък кръг, пагода

Винтови, плоски, дупка

Това е най-простата форма на антена и всъщност е голо парче тел. Това е много често при радиоприемниците, защото е много евтино и лесно за ремонт, но те не са толкова ефективни, колкото диполните антени. Дължината на открития проводник е жизненоважна, тъй като определя резонансната честота.

Диполните антени са относително прости. Те се основават на монополюсна антена със земя под активния елемент, което значително увеличава нейните характеристики. Диполните антени са леки и могат да бъдат направени много устойчиви на удари. Почти всички VTX и VRX се доставят с диполни антени.

ДЕТСКИ ЛИСТ (CLOVERLEAF)

Антените с детелина са най-често срещаните при FPV мини четириядрите. Детелината има три дяла. Произвеждат се и други плоски кръгли, които имат четири лопатки. Тези антени са еднопосочни като диполи, но са кръгово поляризирани и осигуряват по-добро приемане, като същевременно са по-малко податливи на многопътност, така че можете да летите между дървета и стени с добро качество на видеото. Този тип антена обаче е доста крехка и обикновено се предлага с различни защити. Понякога те се наричат ​​"гъби" поради формата на контейнера или защитата.

ПАГОДА АНТЕНИ

Pagoda е нов дизайн на антена, който стана популярен през 2016 г. Това е кръгово поляризирана всепосочна антена. Техният уникален дизайн и използването на ПХБ материал ги правят много устойчиви

ХЕЛИКАЛНИ АНТЕНИ

Спиралните антени са с форма на пружина. Те са кръгово поляризирани насочени антени. Броят на завъртанията определя усилването на антената

ПЛОСКА АНТЕНА (ЛЕНТА)

Плоските антени също са насочени и могат да бъдат намерени с линейна и кръгова поляризация. Те обикновено имат по-малка насоченост от спиралите и освен това заемат по-малко подово пространство.

Съображения за избор на антена за FPV

За начинаещи е най-добре да започнете с кръгово поляризирана всепосочна антена, например пагода или лист от детелина.

Работата на антената зависи от добрия материал и прецизността в производството. Следователно добрите антени струват повече, а една от най-добрите антени може да струва два или три пъти повече, отколкото струва лошата, като същевременно осигурява само едно или 10% подобрение в приемането. Аксиалното съотношение също е важен фактор, който трябва да се има предвид, въпреки че обикновено не се споменава от производителя, но има много критики с онлайн данни. Изборът най-накрая зависи от това какво искате да похарчите и какво изследвате за продуктите.

Антени за VTX и VRX

Когато антените се купуват по двойки, те обикновено са взаимозаменяеми и обслужват както излъчване, така и приемане. В противен случай те трябва да бъдат много ясно обозначени отвън TX и RX. Антените TX и RX не трябва да бъдат еднакви. В VRX често се използват насочени антени, за да се получи по-голям обхват, докато при предаване винаги трябва да се използват всепосочени антени поради факта, че квадрокоптерите ще гледат в различни посоки по време на полет.

Видове антенни съединители

За антенните съединители обикновено имаме SMA и RP-SMA. Те са с различен дизайн и не са съвместими помежду си. Ако сте нов в хобито, просто започнете с SMA, който е най-често срещаният. Няма разлика в поведението. Адаптерите могат да се поставят от един на друг и те могат да ви служат добре за VRX, но кой би искал да добави тежест към своя дрон?

Разлики между SMA и RP-SMA конектори

U.FL конекторите са популярни сред състезателните дронове заради ниското си тегло и компактни размери, но те са много крехки и имат много ограничен брой операции, преди да започнат да се провалят.

MMCX е нов тип конектор. Това е добър баланс между SMA и U.FL по отношение на теглото и размера. Той е много по-здрав от U.FL и има повече жизнен цикъл.

Трайност

Състезателен безпилотен самолет неизбежно ще преживее много катастрофи през целия си живот. Тъй като антената е инсталирана извън шасито, тя ще вземе своя справедлив дял от злоупотреби. Затова изберете антената според шансовете ви да се срине. Ако катастрофирате много, здравината и издръжливостта трябва да бъдат приоритетни фактори при избора на антената.

Тегло

Едно нещо, което хората са склонни да игнорират, е теглото на антената. Той става все по-важен, тъй като дроновете стават все по-леки и по-леки. Всеки спестен грам подобрява поведението на четворката.

Антени „направи си сам“

Някои от антените, използвани в FPV, могат да бъдат направени сами вкъщи, въпреки че никой не би гарантирал работата им. Изграждането на антена е не само лесно, но е и добър начин да научите как работи антената.

Ето няколко връзки на хора, които правят свои собствени антени:

  • Детелина
  • Пагода
  • Спираловиден

Най-добрите FPV антени за мини карета

Всепосочни антени

Пагода Антена

Пагодата е опростен и ефективен дизайн. Той е направен от пластмаса и има лесен монтаж, така че е евтин, между 5 и 10 евро. Има много производители. Един от най-добрите може да бъде TBS Triumph, който не използва огънати проводници, което създава равномерно покритие и го прави много силен и труден за клониране.

Aomway - 4 деликатни листа от детелина

Aomway са доказани антени. Те са на пазара от години и все още са добър продукт по отношение на производителността. Във всеки случай антенните проводници могат да бъдат изложени и не са покрити с пластмаса, така че винаги има малко притеснения относно тяхната здравина, въпреки че лобовете са трудни за огъване. Има версия с пластмасово покритие и има такива, които се оплакват, че произвежда по-голяма устойчивост на въздух, защото е невъзможно да се угоди на всички ...

Foxeer произвежда едни от най-достъпните антени на пазара, но и те не се представят най-добре, въпреки че са с достатъчно качество, за да заменят стандартния дипол за много малко пари. Те са много устойчиви антени с дебел пластмасов капак, но това ги прави тежки: 12 g.

Антената Lumenier Axii на GetFPV има малък диаметър от само 16 мм, което я прави една от най-малките и най-здравите. На хартия той казва, че има отлично аксиално съотношение с истинска циркулярност и се предлага в RHCP и LHCP.

Насочени антени

Menace Invader - Това е плоска насочена антена с добър ъгъл на приемане. Идеален за инсталиране на очила FPV. Евтини.

True RC X Air - Това е насочена антена с високо усилване. Покрива 120º.