FPV – дальние полеты. Полноразмерная антенна на RC передатчик.

[Val]

Развивая тему полетов по FPV, в какой-то момент мы упираемся в дальность действия нашего RC передатчика.

Антенны у наших передатчиков не ахти… укорочены, не настроены толком и т.д.

 

А ведь хорошая, согласованная, антенна – это лучший усилитель…

Т.е. модернизация антенной системы является наиболее оптимальным способом повышения эффективности и дальнобойности всей радиосистемы.

 

В этой теме хотелось бы обсудить практическое применение полноразмерных антенн на RC передатчик для устойчивой связи на расстоянии 3-25 км.

 

Итак, что имеем:

Передатчик на 83 канал - 40,835 мГц (40 835 000 гц – 7,34м=7 34,16см=7 341,56мм)

 

Требования к антенне:

- эффективность (лепесток излучения, прижатый к земле)

- простота и быстрота развертывания

- легкая настройка в полевых условиях

 

Из наиболее подходящих антенн:

 

"Sloper" (наклонный диполь)

- При использовании стеклопластиковой удочки как мачты диаграмма будет двунаправленная (в направлении снижения полотна антенны и в обратном).

- Наиболее простая в изготовлении и установке.

- Максимальное излучение проходит под углами 50° - 60°

 

«Inverted V» антенна в виде перевернутой буквы V

- Поляризация – горизонтальная.

- Углы эффективного излучения 50º - 90º.

- Из положительных свойств можно отметить эффективную работу среди деревьев в лесу, среди строений, а также стабильность характеристик.

 

"Ground Pla*" или сокращенно - "GP" ("граундплэйн" - "заземленный вибратор", или просто «штырь»).

- Антенна с круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости.

- Максимальное излучение проходит под углами 20° - 40°

- КПД антенны напрямую зависит от количества противовесов (радиалов), а это занимаемое место и сложность в настройке/установке.

- Штырь хорош для больших открытых пространств и возвышенностей. Лес, застройки, ограниченное пространство - не для штыря.

 

Летом хочу поэкспериментировать с Sloper`ом и Inv Vee.

 

P.S. Как радиолюбитель, со всеми антеннами работал... на РЛ-диапазонах...

[Гость]

Может скажу ерунду, т.к. в радиоэлектронике не силен, но все же: а может в придачу к хорошей наземной антене, на борт поставить активную антену?

Изменено 8 января, 2010 пользователем Stealth san

[Val]

Можно и активную...

 

Но... – активная антенна функциониует вместе с входящим в ее конструкцию усилителем, компенсирующим ослабление сигнала из-за малых размеров антенны. А для работы усилителя необходимо электропитание.

Усилитель помимо полезного сигнала будет усиливать и всякие паразитные сигналы... а чтобы этого избежать необходимо еще усложнять схему (фильтры и т.д.)...

 

Пайкой сейчас почти не занимаюсь - зрение не то... а на авиамодель что-то паять - это только smd-размеры...

Мне проще сделать и настроить антенну к передатчику...

[Val]

Кстати, дальность радиосвязи при прямой видимости и нормальной атмосферной рефракции зависит от высоты подвеса антенн и определяется нижеприведенной формулой:

 

 

Для идеальных условий, при высоте передающей антенны 5 м и приемной 500 м дальность составит - 92.586 км.

[Гость ilves]

А есть графические диаграммы направленности этих вариантов? Углы как-то непонятны.

Как согласовывать с выходным каскадом передатчика?

Как физически(кабель, потери?) соединять с передатчиком?

Какой можно получить выигрыш в дальности?

[Val]

А есть графические диаграммы направленности этих вариантов? Углы как-то непонятны.

Углы вертикальные... т.е. насколько лепесток изучения прижат к земле...

 

Как согласовывать с выходным каскадом передатчика?

По хорошему - дорого (~ 6000 руб. автоматический антенный тюнер).

Подешевле - компромиссы...

 

Как физически(кабель, потери?) соединять с передатчиком?

SO-239-2 и PL-259NGB

 

Какой можно получить выигрыш в дальности?

Сергей, я на свой РУ GP (12 м штырь) 1 Вт (QRP, телефон) работал с Приморьем, с Австралией (QRP, телеграф)... но это по прохождению... а реально до 50 км свободно...

 

А пока экспериментирую... благо 10-ти метровый РЛ диапазон (28-29,7 МГц) весьма близок к 40-ке РУ.

[Гость ilves]

А конкретно про эти образцы есть что прочитать?

Конструкция, размеры, углы?

 

Размеры большие получаются. Удочки были бы хороши, но они все из угля

Может можно несколько проводов со всех сторон трубки пропускать?

 

Ну и основной вопрос-согласование Опять самодельным LC-контуром напряженность мерить?

[Val]

А конкретно про эти образцы есть что прочитать?

Боюсь, Сергей, что я вас "пошлю"... к классику - "Антенны", Карла Роттхаммеля или к книгам И.В. Гончаренко по антеннам

 

Конструкция, размеры, углы?

Сергей, я же написал - экспериментирую, а в сутках всего 24 часа (сегодня ночь была потрачена на статью + я не спал совсем + еще и работать надо ).

Будет что рассказать - расскажу и покажу...

 

Размеры большие получаются. Удочки были бы хороши, но они все из угля

Размеры GP (по площади) небольшие, а удочки нужны только стеклопластиковые.

 

Ну и основной вопрос-согласование Опять самодельным LC-контуром напряженность мерить?

Или самодельным или покупным. В принципе, если с хорошей аппаратурой настроить на диапазон (40.510-40.985 МГц), то потом проще подстраивать к конкретному передатчику.

[Val]

Итак, выбор за Ground Pla*...

 

Диаграмма направленности, вид сбоку (бублик)

 

Конструкция с радиалами (+ оттяжки)

 

Детали

 

Провод - из силового кабеля, радиалы - полевка...

 

Согласовать антенну с кабелем можно с помощью П-контура.

Настройка в резонанс производится путем сжатия или растяжения витков катушки индуктивности.

Минимальное значение КСВ достигается путем подбора емкости конденсаторов.

 

Приборчики для контроля согласования

[Val]

Прикупил сегодня кабель и разъемы под антенну.

 

 

 

RG-8X (Micro 8 /U) – ВЧ коаксиальный кабель. Обладает значительно малым затуханием.

ТХ:

Импеданс: 50±2 Ом

Погонная емкость: 80,75 пФ/м

Коэффициент укорочения: 1,21

Диаметр центральной жилы: 19x0,287 мм

Материал проводника: BC

Диаметр диэлектрика: 3,94 мм

Материал диэлектрика: FPE

Внешний диаметр оболочки: 6,15 мм

Материал оболочки: PVC

Основной экран: AF

Плотность основного экрана: 100%

Конфигурация оплетки: 16x8x0,127мм

Материал оплетки: TC

Плотность оплетки: 95%

скрыть

");document.close();

Затухание на частотах ниже 150 МГц, дБ/100м - 10,9.

Более подробная спецификация здесь.

 

Разъемы:

N-212X - коаксиальный ВЧ разъем N розетка (мама) кабельная, прижимная, под радиочастотный кабель RG-8X (Micro-8 /U).

ТХ:

Серия: N

Тип центр. контакта: гнездо

Марка кабеля: RG-8X

Волновое сопротивление: 50 Ом

Монтаж оплетки: прижимной

Монтаж центр. контакта: пайка

Покрытие корпуса: никель

Покрытие центр.контакта: золото

Диэлектрик: тефлон

Конструктив: прямой

Способ крепления: кабельная розетка

 

скрыть

");document.close();

N-112X - ВЧ разъем N вилка (папа) кабельная, прижимная, под радиочастотный коаксильный кабель RG-8X (Micro-8 /U).

ТХ:

Тип центр. контакта: штырь

Марка кабеля: RG-8X

Волновое сопротивление: 50 Ом

Монтаж оплетки: прижимной

Монтаж центр. контакта: пайка

Покрытие корпуса: никель

Покрытие центр.контакта: золото

Диэлектрик: тефлон

Конструктив: прямой

Способ крепления: кабельная вилка

скрыть

");document.close();

Все будет выглядеть примерно так:

 

[Гость ilves]

Как я понял ГП это аналог "паука"? или тут

Пишут, что сложности в настройке(углы противовесов).

По моему малому опыту-я не заметил улучшения приема на "паук" по сравнению со стандартным штырем(видео-сигнал 1,2 ГГц).

Вот патч-сразу дал результат, очень заметный. Я вот не знаю-может именно кривое изготовление. Углы пытался менять-не помогало.

Чем он лучше-меньше размер?

[Val]

Как я понял ГП это аналог "паука"? или тут

"Пауки" - это неправильно обозванные GP...

 

Пишут, что сложности в настройке(углы противовесов).

Углы влияют на входное сопротивление антенны, в конечном счете на согласование ее с передатчиком.

Это легко подстраивается согласующим устройством.

 

Я вот не знаю-может именно кривое изготовление. Углы пытался менять-не помогало.

Ошибки в изготовлении/согласовании.

Сравните, например, критичность ошибки в 10 мм при изготовлении/настройке антенны для волн длиной 7342 мм (40 МГц) и 250 мм (1.2 ГГц).

Штырь GP - это 1/4 волны х коэф. укорочения материала из которого сделан штырь.

При отклонении в его длине резонанас может сильно сместиться в сторону...

 

Чем он лучше-меньше размер?

Лучше чего - что с чем сравнивать? С опыта работы в РЛ-диапазонах, то GP лучше остальных (для мобильного приложения) следующим:

 

• малые габариты и вес в транспортном состоянии.;

• минимум занимаемого места в рабочем состоянии;

• возможность и легкость монтажа где угодно на поверхности земли;

• минимальный КСВ;

• простота и дешевизна исполнения.

[Гость ilves]

Понятно.

Сравниваем 3 предложенных варианта.

Вроде как первые два проще в плане согласования? Ну т.е. меньше шансов ошибиться в изготовлении.

В ГП есть большой вопрос-правильные углы, так ведь?

Из плюсов основной-размер.

[Val]

Вроде как первые два проще в плане согласования? Ну т.е. меньше шансов ошибиться в изготовлении.

Сложности с согласованием ни одной из трех антенн нет...

Все действия примерно одинаковы.

Тут надо оценивать по другим критериям, в первую очередь по эффективности работы...

 

В ГП есть большой вопрос-правильные углы, так ведь?

Как раз не вопрос... устанавливаются один раз, при конструировании и проверке антенны... потом ставятся на примерно те же углы и антенна согласуется СУ.

 

Из плюсов основной-размер.

Основной и главный плюс - GP дает возможность работать на более дальние расстояния...

Так же не забываем про то, что GP - антенна с круговой диаграммой направленности.

[Val]

Для моих радиолюбительских целей, а также для согласования полноразмерной антенны и передатчика, был куплен автоматический антенный тюнер LDG Z-817.

 

Вид спереди.

 

Вид сзади

 

Это тюнер с моим трансивером (см. дальнобойность на 2 Вт или списком при измеренном КСВ антенн ~2).

 

ТХ:

- подводимая мощность 0.1 - 20 ватт;

- запирающиеся реле для крайнего низкого расхода энергии;

- питание 4 x 1.5V батареи AA (не включены в комплект);

- 2000 ячеек памяти когда используется с FT-817(200 ячеек для других радио);

- 1.8 - 54 МГц (непрерывный диапазон);

- настраивает 6 - 600 Ом;

- SO-239 разъем для подключения диполей, вертикалов, лучей и т.п.;

- размеры: 13*12*4,3 см;

- вес: 264 г/ (без батарей).