Общие вопросы по полетам

FPV — антенны для FPV — дронов

FPV-антенна отвечает за передачу видеосигнала с камеры дрона на очки или монитор пилота в режиме реального времени, позволяя пилоту управлять дроном и видеть то, что видит дрон. Качество, продуктивность и конфигурация ваших FPV-антенн играют решающую роль в определении дальности, четкости и надежности передачи видеосигнала.

При выборе антенны самым основным решением является ее направленность, которая может быть, как направленной, так и всенаправленной.

Всенаправленные (omni-directional) антенны излучают радиоволны одинаково во всех направлениях, а направленные (directional) антенны фокусируют радиоволны в одном направлении.

Всенаправленные антенны отлично подходят для повседневных полетов и обеспечивают хорошее покрытие сигнала вокруг пилота. Направленные антенны часто используются в дивергентных приемниках, где они могут работать в паре с всенаправленными или несколькими направленными антеннами для перекрытия всех необходимых углов.

Существует два типа поляризации антенны:

Линейная поляризация (LP) используется во многих базовых антеннах, например,в стандартных дипольных антеннах, которые идут в комплекте с вашими VTX(видео передатчиком) и VRX (видео приемником), или даже в домашней сети Wi-Fi.

^{Стандартная дипольная антенна}

Антенны с линейной поляризацией гораздо более восприимчивы к многолучевым помехам по сравнению с антеннами с круговой поляризацией. На дальность действия антенны LP сильно влияет выравнивание (настройка) антенны, и практически невозможно постоянно поддерживать хорошее выравнивание (настройку) антенны на дроне, поскольку он постоянно вращается вокруг всех осей.

Антенны с линейной поляризацией широко используются благодаря простоте конструкции. Они, как правило, меньше, легче, дешевле и проще в изготовлении. В целом линейная поляризация является хорошим выбором для дальнего действия, поскольку вся энергия сосредоточена в одной плоскости. Для достижения наилучшего приема как передающая, так и принимающая стороны должны использовать антенны с линейной поляризацией, и они должны быть выравнены (настроены), чтобы обеспечить максимальное перекрытие излучения.

Круговая поляризация (CP). Круговая поляризация предполагает передачу сигналов как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях со сдвигом фазы на 90 градусов, который выглядит как вращающийся штопор. Примеры антенн круговой поляризации «Наклонно-плоскостное колесо», «Клеверный лист» и спиральные антенны.

^{Антенны круговой поляризации}

У круговой поляризации есть важный момент: направление радиоволн «закручивается». Существует только два направления: правосторонняя циркулярная (круговая) поляризация (RHCP) и левосторонняя циркулярная (круговая) поляризация (LHCP).

Если вы передаете радиоволну с помощью одной антенны, вам необходимо принять эту волну с помощью другой антенны с таким же вращением. Поэтому вам следует использовать антенны RHCP на своем приемнике только в том случае, если ваш передатчик также имеет антенну RHCP, и то же самое справедливо и для LHCP. Несоблюдение этого требования приведет к значительной потере сигнала.

Антенны с круговой поляризацией обычно считаются более подходящими для FPV-дронов. Сигналы с круговой поляризацией всегда перекрываются независимо от ориентации или угла вашего FPV-дрона относительно приемной антенны (никаких потерь сигнала независимо от выравнивания (настройки) антенны). Еще одним преимуществом антенн с круговой поляризацией является их способность подавлять многолучевые помехи. Многолучевые помехи – это форма шума в аналоговом видеопотоке, которая часто проявляется в виде случайных изменений цвета, статического, зашифрованного изображения и пропадания сигнала. Это происходит, когда сигнал отражается от объектов (например, стен и земли), искажается из-за задержки фазы и мешает основному сигналу.

Типы антенн

	Всенаправленные	Направленные
Линейная поляризация	Однополюсные, дипольные	Патч-антенны (patch)
Круговая поляризация	«Клеверный лист», «Наклонно плоскостное колесо», «Пагода»	Спиральные, накладные, перекрестные, Патч-антенны

Однополюсная (несимметричная) антенна

Тип: Всенаправленная линейная.

Область применения: передатчики и приемники с радиоуправлением.

Однополюсная антенна – это простейшая форма антенны, состоящая из неэкранированного одножильного провода, который служит элементом антенны. Этот тип широко распространен в радиоприемниках из-за дешевизны и простоты ремонта. Однако эти антенны не так эффективны, как дипольные. Длина оголенного провода имеет решающее значение, поскольку она определяет резонансную частоту, на которой провод может улавливать сигналы.

Дипольная антенна

Тип: всенаправленная, линейная.

Область применение: передатчики и приемники с радиоуправлением, видеопередатчики.

Часто радио- и видеооборудование оснащено дипольной антенной. Они имеют легкий вес, а их прочность позволяет пережить не одну аварию. Дипольная антенна имеет простую конструкцию и состоит из двух элементов одинаковой длины, которые расположены перпендикулярно друг другу, обычно по прямой линии. Один элемент является излучающим элементом, а другой служит заземляющей плоскостью. Дипольная антенна имеет более высокий коэффициент усиления, чем Однополюсная антенна, за счет снижения эффективности в вертикальном положении.

Антенна типа «Клеверный лист»

Тип: всенаправленная, круговая.

Область применение: передатчики и приемники видеосигнала.

«Клеверный лист» и «Наклонно-плоскостное колесо» являются наиболее распространенными антеннами для дронов FPV. «Клеверный лист» имеет три лепестка, а «Наклонно-плоскостное колесо» — четыре лепестка.

Эти антенны являются всенаправленными, как и дипольные. Антенны с круговой поляризацией обеспечивают фантастическую производительность независимо от их положения относительно друг друга. Они также менее чувствительны к многолучевым помехам, поэтому вы можете облетать вокруг стен и деревьев, не теряя качества видео.

Однако они относительно хрупкие, поэтому часто выпускаются в разных корпусах и с разной защитой. Их иногда называют «грибовидной антенной» из-за формы защитного корпуса.

Антенна типа «Пагода»

Тип: всенаправленная, круговая.

Область применение: передача и прием видеосигнала.

«Пагода» (рagoda) – это относительно новая конструкция антенны FPV, выпущенная в 2016 году. Это всенаправленная антенна с круговой поляризацией, часто используемая на видеопередатчиках. Уникальный дизайн и использование материалов (печатных плат) делают её очень прочной. Её относительно легко сделать, и поэтому она очень популярна среди самодельщиков.

Такие антенны дешевле в производстве, поскольку их можно распечатать на печатных платах, а их качество будет примерно таким же. Однако они менее эффективны поскольку в качестве диэлектрика используется стекловолокно, а не воздух, вы можете получить меньшую мощность сигнала, чем у антенн с идентичными характеристиками, в которых используются провода.

Спиральная антенна

Тип: направленная, круговая.

Область применения: видеоприемники.

Спиральные антенны представляют собой направленные антенны с круговой поляризацией в форме пружины. Количество витков катушки определяет коэффициент усиления антенны. Спиральные антенны с одним или двумя витками имеют характеристики, сравнимые с типовой патч-антенной. Однако добавление более шести витков может на порядок улучшить дальность действия антенны.

Патч-антенна

Тип: направленная, линейная или круговая

Область применения: передатчики с радиоуправлением и видеоприемники.

Патч-антенны являются направленными и могут иметь как линейную, так и круговую поляризацию. Они относительно недороги в производстве, поскольку их можно напечатать на печатных платах, но их эффективность по своей сути ниже, чем у других типов антенн, где в качестве диэлектрика используется воздух, например, таких как спиральная антенна.

Патч-антенны обычно имеют меньшую направленность, чем спиральные антенны, и имеют меньшую площадь покрытия.

Перекрестная антенна

Тип: направленная, круговая.

Область применения: видеоприемники.

У перекрестной антенны активный элемент расположен на определенном расстоянии от массивной задней панели. Однако элемент и задняя панель разделены диэлектриком с воздушным зазором, а не стекловолокном, как в патч-антеннах, что обеспечивает более высокую эффективность.

Выбор антенн FPV для FPV-дронов

Приведенные ниже рекомендации по антеннам подходят как для аналоговых, так и для цифровых систем; просто убедитесь, что вы выбрали правильную поляризацию (RHCP или LHCP). Для DJI и Walksnail рекомендуется использовать LHCP, поскольку это рекомендовано производителями или входит в комплект поставки. Использование противоположной поляризации не влияет на производительность, если вы используете соответствующие антенны на передающем и принимающем концах.

Всенаправленные антенны (наилучшее соотношение цены и качества)

Xilo AXII изготавливается компанией GetFPV и является хорошей бюджетной FPV- антенной. Хорошо, что она поставляется с разными типами разъёмов (SMA, RP-SMA, MMCX і UFL), разными типами коаксиального кабеля (жестким и гибким) и поляризаций (RHCP і LHCP), чтобы удовлетворить ваши потребности.

^{XILO AXII}

Rush Cherry –достойная бюджетная антенна. Как альтернатива XILO для покупателей за границами США, Cherry также поставляется с различными разъемами и поляризацией. Она имеет прочный корпус, который защищает антенну в случае сильных падений.

^{Rush Cherry}

Антенна Foxeer Lollipop, возможно, не предлагает лучшие характеристики, но она имеет достойное качество для тех, кто ограничен в средствах и хочет заменить штатные дипольные антенны. Эти антенны очень прочные благодаря толстому пластиковому корпусу.

^{Lollipop (VTX)}

^{Lollipop (VRX)}

Всенаправленные антенны (лучшие в линейке)

В отличие от классических антенн типа «клеверный лист» TrueRC Matchstick имеет компактный размер и крепкий герметичный пластиковый корпус, что делает ее высокоэффективным и долговечным вариантом. Она может похвастаться впечатляющей эффективностью 99% в соединении с почти идеальным осевым соотношением (с перекрестным отклонением до – 30дБ), что делает ее замечательной для устранения многолучевых помех.

^{TrueRC Matchstick}

Lumenier AXII 2 от GetFPV – это небольшая, но надежная антенна уникальной конструкцией, которая обеспечивает, равномерное покрытие сигнала. Это гарантирует вам одинаково сильный сигнал, когда вы летите позади себя. AXII 2 поставляется в разных вариациях, включая разъёмы MMCX, UFL и SMA с разной длиной штока, что делает их универсальным вариантом, который может удовлетворить большинство, если не все ваши потребности.

^{Lumenier AXII 2}

Если вы хотите получить высококачественные антенны, которые не будут сильно отягощать ваши FPV – очки, TrueRC Singularity Stubby – один из лучших вариантов. Они идеально подходят для того, чтобы положить их в сумку, не беспокоясь о том, что они займут много места. Эти антенны являются всенаправленными, это означает, что они работают лучше всего, когда вы находитесь в центре зоны полета. Если вы склонны летать перед собой, стоя на краю зоны полета, комбинация пластинчатых (patch) антенн может дать вам лучший радиус действия.

^{TrueRC Singularity}

Направленные антенны.

Menace Pico-Patch-это очень компактная и доступная по цене направленная антенна широким покрытием сигнала, обеспечивает приличную производительность, отлично подходит для FPV- дронов.

^{Menace Pico Patch}

TrueRC X-Air MKII – это направленная антенна с высоким коэффициентом усиления для большой дальности, она обеспечивает усиление 10 дБ и при этом дает вам ширину диаграммы направленности 120.

^{TrueRC X-Air MKII}

VAS Crosshair XTREME – высококачественная направленная антенна, которая не выглядит громоздко на ваших тонких FPV- очках. На бумаге она имеет схожие характеристики с X-Air MK.II с точки зрения коэффициента усиления и ширины луча. Однако XTREME – это антенна типа Crosshair, и она должна иметь лучшую эффективность, нежели пластинчатая антенна. Она также имеет почти идеальное осевое соотношение, что означает, что она может лучше справится с многолучевым искажением.

^{VAS Crosshair XTREME}

Производительность антенны во многом зависит от качественного материала и точности, поэтому хорошие антенны будут стоить дороже. Некоторые первоклассные антенны могут стоить в 2–3 раза дороже, чем обычные, при этом они могут обеспечить увеличение диапазона действия только на 5–10 %. В конечном итоге выбор лучшей антенны для вас будет зависеть от вашего бюджета и вашей информированности.