Антенны радиопередатчика и приемника играют важную роль при полетах на FPV-дроне. Правильный монтаж и выбор местоположения антенн позволяет оптимизировать качество связи и дальность действия сигнала. В этой статье мы расскажем о том, как лучше всего расположить антенны в различных радиоуправляемых системах, включая Crossfire, ExpressLRS и Frsky.
Антенны для радиоприемника
В большинстве современных радиоприемников, таких как ExpressLRS и Crossfire, используются дипольные (двухполюсные) антенны. Дипольные антенны имеют два конца: один конец является антенным элементом, а другой играет роль заземления. Оба конца одинаково важны. Если один из них поврежден или погнут, производительность может снизиться.
FPV-антенны: как правильно выбрать и использовать в FPV-дронах
Размер антенны зависит от радиочастоты. Более низкая частота, например, 900 МГц, обычно использует более крупную антенну, чем 2,4 ГГц.
Антенна для приемника Crossfire.
Антенна для приемника ExpressLRS.
Диаграмма направленности антенны
Диаграмма направленности дипольной антенны имеет форму бублика. У нее самый сильный сигнал на боковой стороне и худший сигнал на обоих концах.
Влияние расположения антенны на дальность связи
Расположение антенн передатчика и приемника на дроне существенно влияет на дальность их действия.
На следующем графике в первом примере показано оптимальное выравнивание антенн для максимальной дальности, когда антенны параллельны.
Теперь представьте, что ваш квадрокоптер просто поворачивается на 90 градусов, и мы находимся в ситуации, которая показана во втором примере, где конец приемной антенны направлен на передающую антенну. В этом случае радиус действия будет уменьшен.
Наихудшим сценарием будет третий пример, когда концы обеих антенн направлены друг к другу.
Как установить антенну приемника
Ленивый способ
Если вы не летаете на большие расстояния, мы рекомендуем прикрепить антенну к одному из лучей рамы при помощи пластиковых стяжек. Вероятно, это самый простой и распространенный способ установки антенны радиоприемника на дрон.
Для «свободных» дипольных антенн вы можете использовать две стяжки, обернутые вокруг луча в противоположном направлении, и прикрепить провода антенны к стяжке с помощью термоусаживающихся трубок.
Другим популярным решением будет использование крепления, отпечатанного на 3D-принтере. Это придаст конструкции аккуратный вид.
А вот пример неудачного крепления. Как видите, оба конца антенны касаются углеродного волокна. Если вы хотите достичь максимально возможной дальности действия, важно держать активный элемент антенны как можно дальше от углеродного волокна. Углеродное волокно является проводником и может блокировать/ослабить радиосигнал.
Лучший способ
Для удобства и надежности большинство людей просто устанавливают свою приемную антенну горизонтально. Однако лучшим способ является вертикальная установка, чтобы антенна приемника всегда находилась на одном уровне с антенной передатчика.
Возможно, вам интересно, почему антенна наклонена под углом? Что ж, нам важно соблюсти баланс, принимая во внимание положение дрона при полете вперед.
Лучший способ нацелить антенну передатчика
Мы рекомендуем направить антенну передатчика вверх, чтобы она была параллельна антенне приемника, которую также следует устанавливать вертикально. Это связано с диаграммой направленности, как было показано ранее: сигнал идет с боковой стороны антенны, а не от ее вершин. Это сводит к минимуму вероятность того, что оба конца вашей антенны совпадут, и вы избежите возможного ухудшения сигнала.
Если у вас на передатчике установлена прямоугольная антенна Moxon, применяется тот же принцип.
Однако, если приемная антенна установлена горизонтально, это на самом деле не очень удачная идея, поскольку вы получите так называемую «перекрестную поляризацию», когда сигналы располагаются под углом 90 градусов друг к другу, и это может привести к довольно серьезным потерям сигнала. Если вы просто летаете рядом, на близком расстоянии, то это нормально, но это совершенно не подходит для больших дистанций.
Для получения наиболее устойчивого сигнала важно, чтобы обе антенны были расположены параллельно друг другу. Для уверенной связи вы можете направить антенну передатчика так, чтобы ее боковая сторона она совпадала с боковой стороной антенны приемника. Однако вам нужно будет убедиться, что дрон не летит в сторону и всегда удерживаете модель перед собой.
Дело в том, что вы получаете самый слабый сигнал, если концы антенн направлены друг на друга. И это плохо.
Возможно, вам понадобится менять направление антенн в зависимости от ситуации. Допустим, если вы собираетесь нырнуть в здание, и дрон летит прямо над вами. В этом сценарии будет полезно направить антенну в сторону. Но если вы просто совершаете полет вокруг себя, то, наверное, лучше направить антенну вверх, и обычно так поступает большинства пилотов.
Если вы используете на своем передатчике антенны другого типа, а не обычную дипольную антенну, возможно, вам захочется проверить ее диаграмму направленности и определить, как ее следует установить для получения наилучшего сигнала в соответствии с вашим стилем полета.
Однополюсная (несимметричная) антенна
Однополюсные антенны обычно представляют собой кусок провода (иногда с заземленным экраном), где оголенный провод является активным элементом. Это самая простая конструкцию антенны.
Большинство современных приемников перешли на дипольные антенны, но старые приемники, такие как Frsky R-XSR обычно используют несимметричные антенны. Иногда их также используют в приборах, где важен вес. Например, в приемниках минидронов типа Tiny Whoop, где каждый грамм имеет значение (в конце концов, это всего лишь простой медный провод).
Однополюсные антенны имеют диаграмму направленности, аналогичную дипольной, у них самый сильный сигнал сбоку и самый слабый сигнал на конце провода.
Как установить антенны разнесенного приема
Приемники с одинарной антенной работают вполне прилично. Но если вам нужен более устойчивый и надежный радиосигнал, то приемник разнесенных сигналов является предпочтительным вариантом. При покупке выбирайте те модели, у которых термокомпенсированный генератор (TCXO) имеет более точную частоту.
Радиоприемник системы с разнесением оснащен двумя антеннами, способ их установки зависит от сферы применения и стиля полета.
Антенны желательно установить на раме перпендикулярно друг другу (под углом 90 градусов), чтобы можно было обеспечить хорошее выравнивание хотя бы с одной из антенн в любое время.
Но если вы в основном просто совершаете круизный полет (без движений вольным стилем и акробатики), то, по нашим наблюдениям, установка обеих антенн вверх дает лучший показатель уровня принимаемого сигнала (RSSI) и более стабильное качество связи (LQ). Но для фристайла и режима Акро, вероятно, безопаснее, если одна антенна направлена вверх, а другая лежала ровно. Это, по-видимому, работает лучше, чем в случае, когда обе антенны расположены под углом 45 градусов к горизонту (90 градусов друг от друга).
Для разнесенного приемника, использующего несимметричные антенны, просто установите две антенны под углом 90 градусов друг от друга, в идеале направив их вверх по причинам, упомянутым выше.
Довольно часто антенны крепят к каждому лучу пластиковыми стяжками, и каждую антенну приматывают термоусадочным материалом к одной из выступающих стяжек. Такой способ не представляет сложности и обычно хорошо подходит для полетов на близком расстоянии. Важно добиться, чтобы хотя бы одна из двух антенн оставалась на линии прямой видимости с антенной передатчика.
