Как коэффициент усиления антенны влияет на радиус приема FPV | RCDetails Blog

Как коэффициент усиления антенны влияет на радиус приема FPV | RCDetails Blog Мультикоптеры
Содержание
  1. Что такое коэффициент усиления антенны
  2. Что такое fpv?
  3. Что плохого в работе по wi-fi 2.4 ггц
  4. Введение
  5. Fpv по wi-fi на 2.4ггц (цифровое)
  6. Fpv по wi-fi на 5ггц (цифровое)
  7. Hubsan x4 pro h109s
  8. Lhcp и rhcp (правая и левая поляризация)
  9. Walkera x800
  10. Xk-innovations x380
  11. Аналоговое fpv на 2.4ггц
  12. Аналоговое fpv на 5.8ггц
  13. Анатомия антенн
  14. Антенны для fpv оборудования
  15. Всенаправленные антенны
  16. Дальность полета квадрокоптеров – от чего зависит?
  17. Диаграмма направленности
  18. Диполь
  19. Долговечность
  20. Другие направленные антенны
  21. История изменений
  22. К сведению
  23. Как увеличить радиус действия таких квадрокоптеров
  24. Какие антенны ставить на видеопередатчик, а какие на приемник?
  25. Квадрокоптеры, как самостоятельно увеличить дальность и время полета
  26. Клевер
  27. Набор антенн для fpv микрокоптеров
  28. Пагода (pagoda)
  29. Патч антенна
  30. Поляризация: круговая и линейная
  31. Самодельная антенна для fpv
  32. Совместное использование антенн с линейной и круговой поляризацией
  33. Спиральная (helical) антенна
  34. Тип разъема
  35. Типы fpv: цифра и аналог
  36. Типы антенн — wiki о коптерах
  37. Увеличение дальности fpv
  38. Увеличение дальности полета за счет антенны
  39. Установка lrs модуля в пульт управления
  40. Установка промежуточного усилителя на пульт управления квадрокоптером
  41. Хеликс (helical)
  42. Вывод
  43. Заключение

Что такое коэффициент усиления антенны

Коэффициент усиления антенны измеряется в децибелах (дБ, dB). 10*log(Pout/Pin). Подробнее на википедии.

Как правило производители антенн указывают их коэффициент усиления. Это значение дает нам кое-какую информацию про изменение диаграммы направленности. Однако, как правило, значение указывается у направленных антенн, и неизвестно у ненаправленных.

Каждые 3 дБ увеличивают радиус уверенного приема сигнала в два раза. Однако увеличение радиуса происходит из-за фокусировки в одном направлении, т.е. антенна становится все более направленной, угол основного лепестка уменьшается.

Очень похоже на шарик. Его объем — это мощность передатчика (или общая площадь покрытия сигналом), это значение не меняется, оно постоянно, но антенна с другим коэффициентом усиления и с другой диаграммой направленности может изменить форму этого шарика. Чем сильнее вы его растягиваете, тем более вытянутым он будет.

Другой пример — лампочка и фонарик. Где лампочка — это аналог ненаправленной антенны, а фонарик — направленной.

Несмотря на то, что с увеличением коэффициента усиления антенны, излучение становится все более направленным, а расстояние приема увеличивается; общее правило остается тем же — использовать диверсити приемник с 2 антеннами, работающими одновременно. Этот способ позволяет увеличить радиус приема, и дает большой угол на малых дистанциях.

Что такое fpv?

FPV в сфере дронов или беспилотного хобби — это трансляция видео в режиме реального времени с камеры дрона на монитор, очки или шлем пилота. Другими словами эта технология позволяет видеть то, что «видит» дрон в момент полета.

Для осуществления такого полёта на дрон устанавливается камера, видеопередатчик и антенна. Есть сборки 3 в 1 (AIO — All In One), которые в хобби зачастую использующиеся на микро дронах типа Tiny Whoop. В таком случае для реализации FPV полёта пилоту требуется либо пульт с монитором и приемником, либо очки со встроенным приемником.

*Пример FPV AIO камеры.

Какая от этого польза? Первое — ощутить в какой-то степени свободу полета. Второе — FPV позволяет управлять дроном на больших расстояниях.

С FPV вы точно видите, где в данный момент времени находится дрон и ориентируетесь по окружающей его местности. После того, как, мы выяснили, что такое FPV в беспилотном хобби, давайте разберемся с самыми популярными способами передачи видеопотока.

Что плохого в работе по wi-fi 2.4 ггц

Даже на открытой местности дальность работы дронов редко превышает 50-60 метров. Самые недорогие отлетают от пилота лишь на 20-30 метров.

Если попытаться управлять квадрокоптером глядя в экран смартфона, авария не заставит себя долго ждать. Даже на небольшом расстоянии видеосигнал может потеряться или появится заметная задержка.

Насладиться так называемым FPV (first person view) получится лишь на небольшом расстоянии.

Ни о каких полетах с VR-шлемом можно и не мечтать, хотя многие продавцы на AliExpress активно продвигают эту фишку.

Введение

Если вы когда-нибудь интересовались дронами или квадрокоптерами, то встречали аббревиатуру FPV. FPV (First Person View) — вид от первого лица как в компьютерных играх. С каждым днем цены на квадрокоптеры снижаются и дроны с функцией FPV становятся доступны даже в бюджетном сегменте БПЛА.

Летая на дроне с FPV можно буквально почувствовать себя птицей. Именно поэтому этот тренд быстро набирает популярность. Видя это производители увеличили выпуск дронов именно с возможностью FPV полета. Вид от первого лица дал большой толчок популярности дронов. С каждым днем растет число людей, кто уже летает или только собирается.

Цены на FPV дроны начинаются в районе 100 долларов. Такие беспилотники в основном нужны для ознакомления с полетами по FPV и понимания — какой дрон будет следующим. Однако существуют две разные технологии передачи FPV сигнала: цифровая (по Wi-Fi) и аналоговая на частотах 5.8ГГц и 2.4ГГц. Давайте рассмотрим их подробно.

Fpv по wi-fi на 2.4ггц (цифровое)

*Слева на право: Один из вариантов держателей смартфона (устанавливается на пульте управления бюджетных БЛА); Один из вариантов исполнения бюджетной FPV Wi-Fi камеры с встроенным видеопередатчиком и антенной.

Самая популярная технология посредством которой реализуется FPV полёт. Устанавливается в основном на бюджетные дроны. Почти каждый квадрокоптер ценой меньше ста долларов, будет именно с FPV по Wi-Fi. Первая причина популярности это дешевый Wi-Fi передатчик который подключен к камере дрона, вторая — в комплектации отсутствует монитор, его роль будет выполнять смартфон или планшет. В случае с аналоговым оборудованием, беспилотник укомплектовывается дополнительно пультом с монитором или очками.

Поэтому FPV по Wi-Fi самый простой и удобный способ полёта от первого лица на сегодняшний день. После включения дрона, вам нужно подключить гаджет к Wi-Fi точке и зайти в приложение. Минусы цифровой технологии это расстояние передачи сигнала, ограниченное возможностями Wi-Fi, большое количество  источников интерференции в диапазоне 2.

4ГГц и самый большой минус это задержка картинки, чем дальше дрон находится от пилота, тем больше значение задержки, которая в последствии сводит на нет весь дальнейший полёт от первого лица. Такой способ актуален исключительно для первого ознакомления с FPV и не более того.

Fpv по wi-fi на 5ггц (цифровое)

Трансляция по Wi-Fi на частоте 5ГГц пришла в бюджетную нишу не так давно, что позволило значительно улучшить качество видеопотока и расстояние удаления. Поэтому при выборе бюджетного дрона с FPV будет лучшим, если Wi-Fi видеопередатчик модели работает на частоте 5ГГц.

К сведению: Для привлечения внимания пользователя разработчики часто используют вместо обозначения ГГц/GHz, просто «G» (например 5G или 2.4G). На деле это не имеет ничего общего с пятым поколением мобильной связи, а просто указывает, что контроль дрона/передача видеопотока осуществляется на частоте 5ГГц (или 2.4ГГц соответственно).

Hubsan x4 pro h109s

  • Дальность полета:
    1000 м
  • Время полета:
    30 мин
  • GPS:
    есть
  • Камера:
    внешняя, 1080p, FPV

Должно быть, лучшее творение компании Hubsan. Производитель на страничке со своим товаром уверяет, что это уже не игрушка. Данный дрон предназначен не столько для обычных полетов, сколько для видеосъемки. Неспроста в комплекте с устройством поставляется неплохая камера, умеющая снимать видео в разрешении Full HD, а также транслировать его на пульт.

Производитель обещает возможность удаления на километровое расстояние. Обратно квадрокоптер способен прилететь самостоятельно, для этого он использует GPS-чип, магнитометр и датчик высоты. Ради плавной съемки дрон старается придерживаться небольшой скорости, что кто-то может занести в недостатки.

Создатели этого устройства предполагали, что покупателя всё же не устроит комплектная камера. В связи с этим от GoPro. При этом у пользователя сохранится возможность изменения положения камеры по трём осям. То есть, можно будет снять какой-то объект, наклонив камеру, после чего вернуть ей изначальное положение.

Для полета здесь используется аккумулятор ёмкостью 7000 мАч. Полного заряда хватает примерно на 30 минут нахождения в воздухе, хотя производитель на своём сайте обещает ещё более длительный результат. В GPS-режиме же дрон совершит принудительную посадку уже спустя 26-28 минут после старта.

Тем не менее, это тоже очень неплохой результат для квадрокоптера, стоимость которого варьируется от 23 до 48 тысяч рублей (на ценник влияет наличие камеры и трёхосевого подвеса). В конце концов, даже продукция DJI летает примерно столько же, если оставить за скобками профессиональные модели с аккумулятором повышенной ёмкости.

Lhcp и rhcp (правая и левая поляризация)

Антенны с круговой поляризацией бывают двух видов: левая (LHCP) и правая (RHCP). Они очень слабо влияют друг на друга, т.е. если один пилот использует LHCP антенну, а другой RHCP, то очень маловероятно, что они будут мешать друг другу.

Антенна с левой поляризацией не принимает сигнал с правой поляризацией и наоборот, т.е. нет взаимного влияния двух видеопередатчиков.

По этой же причине использование антенн с круговой поляризацией позволяет снизить влияние переотраженных сигналов. Каждый раз, когда сигнал отражается он меняет направление поляризации. Например, LHCP сигнал становится RHCP, который, в свою очередь не принимается LHCP антенной.

Пилотам, часто летающим в группах лучше всего иметь по паре антенн с левой и правой поляризацией, тогда для гонки вы сможете поставить наиболее подходящую. Тем, кто часто летает по одиночке, это не так важно, просто купить RHCP, т.к. они более распространены.

Walkera x800

  • Дальность полета:
    2000 м
  • Время полета:
    до 60 мин
  • GPS:
    есть
  • Камера:
    опционально

Абсолютный рекордсмен. Дольше летают только военные беспилотные аппараты. Данный квадрокоптер использует в качестве источника питания аккумулятор ёмкостью 15000 мАч. Вы сами можете представить, насколько тяжела такая батарея. Тем не менее, коптер вполне успешно поднимается с таким весом, в воздухе же он способен находиться до одного часа!

Недостатком такой конструкции является только не самый большой подъемный вес, составляющий 3,9 кг. Вам может показаться, что это весьма приличный параметр, но на самом деле многие квадрокоптеры за 180 тысяч рублей способны поднимать и более ощутимый вес.

По умолчанию дрон продается без камеры, но с трёхосевым подвесом той или иной модификации. К нему можно прикрепить Sony RX100, экшн-камеру от GoPro или какую-то другую технику. Сигнал с камеры отправляется на специальный передатчик, мощность которого относительно невысока.

Смотрите про коптеры:  DJI Phantom 3 Advanced – купить квадрокоптер, сравнение цен интернет-магазинов: фото, характеристики, описание | E-Katalog

Xk-innovations x380

  • Дальность полета:
    1000 м
  • Время полета:
    30 мин
  • GPS:
    есть
  • Камера:
    опционально

По качеству съемки этот девайс лишь чуть-чуть уступает крупноразмерным собратьям. Картинку здесь тоже можно писать в 4K-разрешении, но только с частотой 30 кадров/с. Видео получается очень плавным, так как здесь тоже присутствует трёхосевой подвес, пусть и достаточно маленький.

Также на помощь приходит качественный GPS-чип, благодаря которому дрон практически идеально удерживает заданную позицию. Но больше всего покупателя должны порадовать многочисленные автоматические режимы съемки. Они позволяют квадрокоптеру летать вокруг объекта съемки, взмывать над ним высоко в воздух и даже делать 30-мегапиксельные панорамы окружающей местности.

Интересно, что этим дроном можно управлять и со смартфона, используя сеть Wi-Fi. Но делать это следует только для вышеупомянутой селфи-съемки. Дальность полета в таком режиме варьируется от 50 до 80 метров.

  • Дальность полета:
    5000 м
  • Время полета:
    35 мин
  • GPS:
    есть
  • Камера:
    опционально

Должно быть, вы видели документальные фильмы о дикой природе, где съемка ведется с достаточно большой высоты. Сейчас для получения таких кадров используются квадрокоптеры с большим радиусом действия. Если телеканал или киностудия не бедствуют, то им доступна покупка DJI Matrice 600.

Это гексакоптер, в состав устройства входят шесть винтов. Такое их количество требуется для поднятия тяжелой камеры – максимально девайс способен лететь с 6 кг подвешенного веса. Удивительно, что ёмкость использующегося здесь аккумулятора невелика – она не превышает 4500 мАч.

Тем не менее, такая батарея помогает летать в течение 35 минут (без нагрузки). Если же коптер нагрузить по полной программе, то время полета со стандартным аккумулятором сокращается до 16 минут. Впрочем, никто не запрещает приобрести пару батарей повышенной ёмкости.

Почему же для съемки дикой природы используется именно этот гексакоптер? Всё очень просто: девайс способен улетать на 5-километровое расстояние. Это позволяет эффектно снять, допустим водопад, после чего улететь вдаль против течения реки.

Стоит такой аппарат более 400 тысяч рублей. И это без камеры, которую придется покупать самостоятельно! Также придется расщедриться на трёхосевой подвес. Без него имеет смысл использовать DJI Matrice 600 только ради транспортировки груза.

Аналоговое fpv на 2.4ггц

Из описанных в этой статье вариантов аналоговый диапазон 2.4ГГц наименее популярный. Причина кроется в низком качестве частоты для осуществления приема FPV сигнала. Видео картинка на этой частоте более подвержена размытию и шумам. Все из-за большого количества приборов, окружающих нас и работающих на частоте 2.4ГГц.

Аналоговое fpv на 5.8ггц

FPV на 5.8ГГц выбор профессионалов и любителей. Плюсы. Хороший баланс между пропускной способностью и дальностью. Задержка картинки настолько мала, что незаметна человеческому глазу. На данный момент является одним из лучших диапазонов для осуществления FPV полетов. По умолчанию устанавливается на гоночные дроны, так как задержка передаваемой картинки оптимальна для скоростных полетов.

Минус только один — цена. Из-за дополнительного монитора или очков, цена заметно выше. За мощный передатчик тоже придется доплачивать.

Новичкам советуем начинать с бюджетных FPV очков с аналоговой технологией 5.8 ГГц.

Анатомия антенн

Вне зависимости от дизайна и внешнего вида все антенны состоят из нескольких частей.

Антенны для FPV делаются из гибких медных жил или других проводящих материалов, поэтому обычно они защищены пластиковым корпусом. Такие корпуса изготавливаются из радиопрозрачных материалов и поэтому они не ослабляют сигнал, а только помогают защитить антенну в случае аварии.

Антенны для fpv оборудования

Антенна превращает электромагнитное излучение в электрический сигнал и наоборот. Антенны для FPV обеспечивают беспроводную связь между и приемником, это очень важный элемент FPV оборудования, они очень сильно влияют на качество сигнала и радиус уверенного приема.

Всенаправленные антенны

Pagoda
Foxeer Lollipop 2
Aomway 4-lobe Cloverleaf
Как коэффициент усиления антенны влияет на радиус приема FPV | RCDetails Blog
Banggood

GetFPV

Amazon
Banggood

Amazon

AliExpress
Banggood

GetFPV

Amazon

Уже не раз писали: у пагоды довольно простой дизайн и высокая эффективность. Легкодоступные материалы и легкость сборки, позволили значительно снизить цену, можно найти за $5 — $10, что делает ее наиболее привлекательной антенной в плане соотношения цена/качество.
Есть несколько производителей, например: Lumenier, MenaceRC, Emax, Farview и Realacc.

Foxeer производит довольно привлекательные по цене антенны. Возможно Lollipop 2 не самая хорошая антенна, но качество достаточно высоко, и она прекрасно заменит штатные диполи. Благодаря толстому пластиковому корпусу это очень прочные антенны. Новая (вторая) версия по характеристикам лучше, чем первая.4х лепестковый клевер от Aomway — хорошо известная антенна. Она имеет неплохие характеристики и продается на протяжении нескольких лет. Однако, стоит побеспокоиться о её защите, т.к. никакого корпуса нет. У этой антенны есть и более новая версия, с пластиковыми колпачками.

Дальность полета квадрокоптеров – от чего зависит?

Что касается дальности полета
, то этот параметр зависит и от радиоаппаратуры, и от приемника, расположенного внутри самого квадрокоптера. Проще всего модернизировать пульт. Бюджетные модели поставляются с традиционным пультом – в его верхней части располагается якобы антенна.

Но чаще всего пластиковый нарост пустует, внутри него ничего нет. В таком случае можно отрезать этот элемент, вставив в получившееся отверстие уже полноценную антенну, гораздо более длинную. Обычно в качестве таковой используются всенаправленные модели, предназначенные для подключения к Wi-Fi роутеру
– например, от компании TP-LINK.

Пульт при этом придется разобрать. Вам будет нужно отпаять провод со штатной антенной (её размеры могут вас поразить), припаяв новую антенну к тому же месту на плате при помощи специального провода RP SMA, отрезав один из его разъемов и зачистив этот конец. Дальше нужно собрать пульт и приступить к испытаниям.

На самом дроне произвести какие-то модификации приемника гораздо сложнее. Лишь некоторые модели позволяют просверлить отверстия, выведя проводок к новой антенне. И далеко не всегда это помогает – вполне возможно, что система попросту не заточена под подачу большой энергии, нужной для приема слабого сигнала.

Если же вам нужно увеличить дальность приема FPV-сигнала, то для этого проще всего купить более продвинутое FPV-оборудование
. Обязательно смотрите в сторону камер с передатчиком, работающим на частоте 5,8 ГГц – только в этом случае не будет помех в приеме сигналов от пульта.

Если вам интересна данная тема, то пишите в комментариях – мы обязательно обратим на это внимание, разместив на сайте отдельный материал о существующих FPV-камерах, мониторах и шлемах. Также мы можем написать более подробную статью о том, как увеличить дальность полета квадрокоптера – опять же, ждём ваших заявок!

Диаграмма направленности

У всех антенн своя диаграмма направленности, и сейчас вы хорошо увидите влияние коэффициента усиления.

Диаграмма направленности гипотетической, идеальной антенны с усилением 0 дБ. Это практически идеальная сфера.

А это стандартная ненаправленная штыревая антенна с коэффициентом усиления 3 дБ. Обратите внимание на значительную потерю в вертикальной плоскости сверху и снизу (именно поэтому при пролете над собой связь часто прерывается, прим. перев). Подобная диаграмма направленности у всех ненаправленных антенн.

Если изобразить эту диаграмму направленности в 3D, то получится пончик.

Вот пачт, направленная антенна с коэффициентом усиления 8 дБ. Как видите, сигнал сфокусирован в одном направлении (справа, в вертикальной плоскости), собственно, чего и следовало ждать от направленной антенны.

Диполь

Практически все видеопередатчики и приемники поставляются с диполями. Они легкие и довольно устойчивы к повреждениям.

Дизайн диполя очень простой. По сути это монополь с заземленной гильзой под активным элементом. Эта гильза может значительно улучшить характеристики антенны.

Долговечность

Гарантировано попадают в аварии. А т.к. антенна находится вне рамы, то она страдает не меньше чем винты и сама рама. Следовательно, выбирайте антенну с учетом того, как часто и как сильно вы разбиваетесь. Если падаете часто, тогда долговечность и прочность антенны — ваш самый главный критерий выбора.

Другие направленные антенны

Я слышал, что антенны Crosshair также хорошо подходят для приема видео.

История изменений

  • Май 2022 — первая версия статьи
  • Сентябрь 2022 — обновлен раздел с рекомендациями и добавлена информация о рабочих частотах

Читайте какие квадрокоптеры с большой дальностью и временем полета стоит выбрать в 2022 году. В рейтинг попали модели разной ценовой категории.

Сейчас на свет появляется огромное количество дронов, способных держаться в воздухе лишь 7-8 минут. Конечно, они используют съемные батареи, поэтому время полета в теории можно продлить. Но на практике при каждой замене аккумулятора ты понимаешь, что лучше бы квадрокоптер летал подольше. И подальше.

К счастью, существует достаточно большое число дронов, способных летать более десяти минут. Именно о них пойдет речь в данной подборке. Заодно мы поговорим о тех моделях, которые способны отдаляться от пульта на весьма приличное расстояние.

К сведению

Как известно технологии не стоят на месте и в профессиональное беспилотное хобби постепенно входит полёт от первого лица построенный на цифровой более мощной начинке, которая далека от Wi-Fi технологии, и на порядок обходит по качеству трансляции (HD качество при сверхнизкой задержке)

аналоговое FPV. Первыми, кто предложил в хобби такое цифровое FPV, способное поспорить с аналоговым, стали DJI Innovations со своим FPV комплектом DJI Digital FPV system. Минус такой технологии, как всегда только один — цена.

Как увеличить радиус действия таких квадрокоптеров

Все очень просто, не нужно ничего делать с дроном, разбирать его, крепить на него внешние антенны или усилители сигнала.

Вам понадобится лишь вот такой гаджет:

Это усилитель сигнала Wi-Fi, который работает в режиме ретранслятора, увеличивая зону покрытия сети.

Его можно включить в квартире и разместить у окна, если летать возле дома либо взять с собой. Штука компактная и работает от любого PowerBank, например от такого:

Можно взять с собой и летать в любом месте.

Работает все следующим образом:

1.
Собираем квадрокоптер, устанавливаем аккумулятор и включаем его.

2.
После того, как дрон создал сеть Wi-Fi, подключаемся к ней со смартфона.

3.
В приложении Mi Home, через которое осуществляется настройка Mi Amplifier, выбираем усилитель Wi-Fi и активируем функцию ретранслятора.

Теперь «стик» Xiaomi будет усиливать сеть, раздаваемую квадрокоптером.

Имейте ввиду, что держать усилитель рядом с собой будет бессмысленно. Если дрон не достанет сигналом до смартфона, то и до репитера вряд ли добьет.

Смотрите про коптеры:  Радиоуправляемый квадрокоптер Happy Cow Sky Phantom RTF 2.4GHz

PowerBank с подключенным Mi Amplifier нужно расположить между пилотом и предполагаемой зоной полетов.

Работать все это будет при условии, что квадрокоптер управляется со смартфона. Радиус работы радиопульта не увеличится.

Некоторые модели управляются при помощи пульта ДУ, но для вывода картинки для FPV используется Wi-Fi сеть. Смартфон подключается к ней и выводит изображение с камеры дрона.

Операторов радиоуправляемых устройств интересует, как увеличить время полета квадрокоптера, поскольку эта характеристика напрямую влияет на качество пилотирования. В настоящем существует несколько эффективных методов, которые существенно увеличат длительность рабочего режима девайса, повысив его производительность.

Многие коптероводы мечтают о том, чтобы их квадрокоптер имел длительное время полета. Главной причиной является нежелание постоянно менять аккумуляторы и тратить много времени на бесконечные зарядки батарей. Ниже мы рассмотрим способы для увеличения длительности работы аккумулятора беспилотника, чтобы квадролеты дольше проводили времени в полете.

Длительность полета дрона – неоднозначный параметр, поскольку он может определяться как временем «зависания» в пространстве, так и моментом, в течение которого беспилотник активно маневрирует, выполняет флипы, перевороты и т.д. Основными факторами, которые будут влиять на увеличение данного параметра, являются:

  • стиль и техника самого полета;
  • коэффициент полезной нагрузки дрона;
  • аккумуляторы и их емкость;
  • тип двигателя и роторов;
  • торможение мотора с помощью опции Damped Light.

Разработчики новых профессиональных моделей уделяют немало внимания продлению полета. Об этом свидетельствует новая версия — PHANTOM 4, обзор ее читайте .

Беспилотники, особенно высокой ценовой категории, способны осуществлять полеты в нескольких режимах. Выбор конкретного режима будет приводить к увеличению или сокращению времени, проведенного дроном в воздухе. К максимальному увеличению этого параметра приводит управление коптером в режиме стабилизации. При стабилизации модель, как правило, поддерживает одинаковую скорость и высоту.

Выполнение флипов, переворотов в 360 градусов, съемка видео/фото – факторы, которые увеличивают расход заряда батареи. Обычно эти опции используют в экспертном режиме управления.

Большое значение при расходе заряда аккумуляторов играет коэффициент полезной нагрузки. Чем большей грузоподъемностью обладает модель, тем более емкими будут ее аккумуляторы. При сбросе лишнего веса сократится расход заряда батарей. Для облегчения квадрокоптера можно:

  • Укоротить провода двигателей, питания, ESC.
  • Отказаться от применения цилиндрических коннекторов с позолотой.
  • Снять устройство для съемки видеороликов/фото (например, камеру Mobius или GoPro).
  • Использовать легкие элементы при оснащении дрона (карбоновую раму, ESC и т.д.).

Ключевыми факторами, которые определяют длительность полета девайса, являются качество и емкость аккумулятора. Многие операторы полагают, что батареи максимальной емкости автоматически повышают длительность рабочего режима, однако это не совсем так. При подборе батареи нужно учесть значение тока C у литиевых аккумуляторов – данный параметр влияет на время полета.

К примеру, если оператор израсходовал 80% заряда батареи при падении напряжения к 3.5 V на 1 ячейку, то при маленьком значении C дрон будет работать от большего тока, нежели сможет дать аккумулятор. Это приведет к быстрому падению напряжения, увеличит время полета.

Какие антенны ставить на видеопередатчик, а какие на приемник?

Когда вы покупаете антенны парами, то без разницы, они обычно взаимозаменяемы, иначе на них будут метки «TX» и «RX».

Антенна на приемнике не обязательно должна быть такой же как на передатчике. Часто на приемниках используют направленную антенну для увеличения радиуса приема сигнала. В то же время на видеопередатчик ставят ненаправленную антенну, т.к. коптер постоянно крутится в полете.

Обратите внимание, что на коптере антенна RHCP, а на очках LHCP 🙂 Но всё работает, т.к. осевое отношение антенн больше 1, просто работает не идеально. В тот день я не взял нужную антенну, а т.к. летал один и недалеко от себя, то проблем не было 🙂 Но старайтесь так не делать.

Квадрокоптеры, как самостоятельно увеличить дальность и время полета

Что если квадрокоптер куплен, а его полетные характеристики перестали устраивать уже спустя пару запусков? Можно ли каким-нибудь способом продлить время полета, а также его дальность?

Если говорить о времени нахождения в воздухе
, то этот параметр зависит от использующихся моторов и аккумулятора. Само собой, бесколлекторный двигатель
, не имеющий шестерню, потребляет меньшее количество энергии. Но если конструкцией не подразумевается использование таких моторов, то как-то модернизировать её вряд ли получится.

Многим читателям SmartBobr сразу приходит в голову идея об использовании более ёмкого аккумулятора
. И некоторые квадрокоптеры действительно заточены под два вида батарей – например, это касается профессиональных моделей от DJI. Но если говорить о бюджетных дронах, то здесь приходится действовать на свой страх и риск.

И нужно не забывать, что квадрокоптер обычно рассчитан либо на двухбаночный, либо на трёхбаночный аккумулятор – покупать нужно именно такой. Также следует обратить внимание на величину отсека для батареи – нет смысла покупать источник питания, который в него попросту не поместится.

Наконец, моторы каждого коптера рассчитаны на подъем определенного веса. И у многих бюджетных моделей этот параметр чрезвычайно маленький – они даже экшн-камеру GoPro поднять не способны. И даже если увеличившийся в весе дрон поднимается в воздух, на такие усилия энергия тратится гораздо сильнее.

Клевер

Трех- или четырехлепестковые клевера — это самые часто используемые антенны на миниквадриках.

Как и диполи, это ненаправленные антенны. Но у них круговая поляризация, что дает более чистый сигнал и большую устойчивость к переотраженным сигналам, поэтому можно летать около стен, деревьев и т.д., а качество видео будет лучше, чем при использовании диполей.

Однако, они довольно хрупкие, поэтому часто бывают в корпусах, из-за внешнего вида иногда их называют «mushroom antenna» — антенна — гриб.

Набор антенн для fpv микрокоптеров

Приветствую любителей коптеров класса Tiny Whoop!

Представляю вашему вниманию мини-обзор комплекта антенн для курсовой камеры.
Заинтересовавшихся — прошу под кат

Сразу скажу, и FPV-шник, и обзорщик, я начинающий поэтому если чуть напортачу в терминологии, прошу указать в комментариях.
Итак, сразу к делу. Пациент- квадрик Tiny Whoop на базе широко известного и ультра-бюджетного JJRC H8, камера — тоже ультра-нищеброд-бюджет LST — S2 за 11 баксов c Гирбеста. Для новичка, вполне сойдет. Она даже показывает! Но в камере есть небольшой косяк — антенна съемная, крепится на разъем.
Как коэффициент усиления антенны влияет на радиус приема FPV | RCDetails Blog
Естественно, я её потерял после пары полетов. Но так как я запасливый, то заранее заказал наборчик на замену. Отправлен был почтой Азербайджана, добрался до Омска за 3 недели. Выглядит наборчик так
Как коэффициент усиления антенны влияет на радиус приема FPV | RCDetails Blog
Содержимое
Как коэффициент усиления антенны влияет на радиус приема FPV | RCDetails Blog
2 «клевера», один помялся слегка, но нестрашно, это устранимо.
Как коэффициент усиления антенны влияет на радиус приема FPV | RCDetails Blog
2 дипольки
Как коэффициент усиления антенны влияет на радиус приема FPV | RCDetails Blog
и 4 антенки из простого провода, с пластиковыми колпачками
Как коэффициент усиления антенны влияет на радиус приема FPV | RCDetails Blog
С клевером я решил не рисковать, ибо летаю еще плохо, быстро сломаю, припаял дипольку, руки, конечно, тряслись, вчера же 23 февраля было! Но справился.
Пациент с новой антенной
Как коэффициент усиления антенны влияет на радиус приема FPV | RCDetails Blog
Взял шлем, прошелся по офису — изображение есть, дальность конечно не тестировал — негде просто, но мне особо и незачем и негде летать далеко, для офиса — вполне хватает. Буду стараться увеличивать летный уровень.
Покупкой доволен, брал за свои. На этом позвольте откланяться, спасибо за внимание!

Пагода (pagoda)

Пагода — довольно новый тип антенн (стал популярным в конце 2022 года). Это ненаправленная антенна с круговой поляризацией. Уникальный дизайн и используемый материал (текстолит) делает её очень прочной.

Патч антенна

Патчи выглядят просто как пластины. Они бывают как с круговой, так и с линейной поляризацией, линейная поляризация не очень хорошо подходит в условиях многократного переотражения сигнала.

Патчи легкие и компактные (по сравнению со спиральными антеннами).

Внутри патч антенна выглядит так:

Поляризация: круговая и линейная

Есть два вида антенн, в зависимости от поляризации сигнала:

  • антенны с линейной поляризацией
  • антенны с круговой поляризацией

Антенны с круговой поляризацией — стандартный апгрейд для большинства FPV оборудования, причин несколько: во-первых, антенны с линейной поляризацией очень чувствительны к переотражениям сигнала; во-вторых, для нормальной работы они должны быть расположены параллельно друг другу. Учтите, что взаимное положение антенн приемника и передатчика постоянно меняется, т.к. коптер обычно активно маневрирует.

Многолучевое распространение сигнала
очень часто встречается при использовании FPV оборудования, т.к. куча разных объектов, типа деревьев, стен и даже земля, отражают сигнал, и он приходит не одновременно с основным сигналам, значительно его искажая. Это проявляется как случайные помехи на видео.

Как коэффициент усиления антенны влияет на радиус приема FPV | RCDetails Blog

Следовательно, в общем и целом, для коптеров лучше всего подходят антенны с круговой поляризацией. Несмотря на все недостатки, связанные с качеством сигнала, пилоты иногда выбирают антенны с линейной поляризацией, т.к. они меньше по размерам, легче и более прочные.

Самодельная антенна для fpv

Некоторые из вышеупомянутых антенн можно изготовить самостоятельно. Правда при этом нет никаких гарантий качества, но самоделка — действительно очень дешевый и прикольный способ разобраться в том, как работают антенны 🙂

  • Попытка сделать клевер (англ).

Совместное использование антенн с линейной и круговой поляризацией

Несмотря на все преимущества антенн с круговой поляризацией всегда ли они лучший выбор? Даже самая маленькая антенна с круговой поляризацией будет крупнее диполя и, как правило, будет менее прочной.

Сейчас довольно часто используют диполь на коптере, а антенну с круговой поляризацией (без разницы, правой или левой) на приемнике.

В этом случае мы получаем некоторые преимущества каждого типа антенн. Конечно, мы теряем примерно 30% сигнала (3dB), из-за разных поляризаций, но при этом качество всегда будет лучше, чем при самом худшем взаимном расположения двух антенн с линейной поляризацией, где теряется примерно 97% мощности (30dB).

Спиральная (helical) антенна

Спиральная антенна превосходна в случае многолучевого распространения, потому что она имеет круговую поляризацию, хорошо подходит для частот 2,4ГГц и 5,8ГГц. Спиральная антенна может иметь очень большой коэффициент усиления (и быть очень сильно направленной), усиление зависит от числа витков.

Чем больше витков в спиральной антенне, тем выше коэффициент усиления. По размерам она не такая компактная как патч антенна.

Это спиральная антенна на 5.8 ГГЦ, 12dbi. Спиральные антенны для частоты 5.8ГГц довольно мелкие, и могут быть размещены прямо на очках. Но чем больше витков на антенне, тем длиннее она будет, так что она не такая компактная как патч антенна.

Чтобы спиральная антенна работала хорошо, она должна быть изготовлена очень точно, это непросто в домашних условиях. Так что покупка у хорошо известных профессионалов – это лучший выбор.

Смотрите про коптеры:  Роботы займов на карту онлайн, взять займ через робота без проверок

Тип разъема

У антенн обычно бывает один из двух видов разъемов: SMA
или RP-SMA
. Они отличаются внешне и между собой не совместимы, так что убедитесь, что покупаете антенну с подходящим разъемом.

Если вы новичок, тогда, чтобы не запутаться, просто везде выбирайте SMA. В плане качества передачи сигнала эти разъемы не отличаются.

Разъемы типа “U.FL
” часто используются в видеопередатчиках для гонок, т.к. они мелкие и легкие. Недостаток — очень хрупкие, и легко ломаются после нескольких присоединений.

MMCX
— наиболее новый тип разъемов в антеннах и видеопередатчиках. Это отличный компромисс между SMA и u.fl. Разъемы MMCX значительно прочнее, чем U.FL и выдерживают гораздо больше циклов подключения/отключения. На данный момент это мой любимый тип разъемов.

Типы fpv: цифра и аналог

Как уже упоминалось выше передача видеопотока по воздуху реализуется посредством передатчика и приёмника, которые в свою очередь могут работать в различных диапазонах радиочастот — 900 МГц, 1.2 ГГц, 1.3 ГГц, 2.4 ГГц, 5.8 ГГц. В любительской нише самыми часто используемыми диапазонами являются 2.4ГГц и 5.8ГГц.

Типы антенн — wiki о коптерах

физика антенны-ликбез—автор Книжников ВВ

Антенна—-это электроволновой компонент собирающий энергию радиоволны с площади поверхности сферы пространства и преобразующий мощность электромагнитного излучения в электрический сигнал называется приёмной и полностью обратимое действие называется передающей !

Физически антенна это развернутый колебательный контур, где пластины ёмкости конденсатора становятся усиками с пучностью напряжения, а точка запитки индуктивности катушки с пучностью тока—- электросопротивление согласованной антенны равно Rант=50ом,а Pизл = (U2) / 2Rант = U2/100 ом!
например—при амплитуде или размахе напряжения на выходе передатчика в 10 вольт мощность излучения антенны равна 10в х10 в/100 ом=1 вт!

Любая антенна состоит из вибратора и противовеса для формирования симметричного пучка энергии радиоволны и идеальная антенна называется диполь Герца!
Считается что площадь взаимодействия с пространством и есть квадрат длины диполя!
Длина радиоволны в метрах—–это соотношение скорости света к частоте радиоканала в герцах—-лямбда=300 000 000м/с / f
Размер согласованной антенны всегда пропорционален длине волны и она настроена в резонанс частоты этой длине волны!
Коэффициент стоячей волны качественной антенны не более КСВ=1.5 единиц! Тогда КПД преобразований близок к 100%!

Так как синусоида амплитуды полного периода волны состоит из четырех симметричных сегментов и двух симметричных пучностей, то достаточным условием для формирования радиоволны размеры идеального вибратора и противовеса всегда равны по одной четверти лямбды (ч/л),а их сумма равна половине лямбды (п/л)!

Диаметр или толщина проводника идеального вибратора считается бесконечно тонким—-но на практике он имеет конечные реальные габариты и сказывается на коэффициенте укорочения элемента, чем больше относительная толщина, тем больше Кукор!
Пучность или диаграмма распределения энергии радиоволны в идеальном пространстве, то есть в эфире дальнего космоса у идеальной антенны изотропное или чистая сфера—-но у реальных симметричных антенн типа диполь на практике диаграмма сферы вырождается в бублик с дыркой минимальной напряженности поля по оси диполя!
Материалы проводников обычно медь или латунь, иногда сталь или алюминий влияют на Кукор! Электромагнитная проницаемость диэлектриков конструкции также влияет на общие хар-ки антенны—надо учитывать толщину материала!
Длина подводящего кабеля-коасил между антенной и прибором сказывается на затухании полезного электрического сигнала,
по этому при большой длине кабеля более ста лямбд используют усилитель высокой частоты для компенсации потерь!
Ориентировачные примеры расчётов разных типов, которые можно собрать на коленке без специального оборудования—

линейная поляризация

1)” Коасильный диполь”—– длина вибратора 0.95 ч/л в виде проволки диаметром 0.01ч/л и противовес длиной 0.7-0.8 ч/л в виде трубки 0.09-0.1 ч/л на одной оси, минимальные строительные габариты и парусность, коэф усиления диполя Ку=2дб! Общий размер 1.0 п/л.

2) “Ви” состоит из вибратора и противовеса по 1.0 ч/л и угол между ними около 120 градусов при диаметре в 0.01 ч/л —точное согласование настраивается изменением угла—–Ку=2-2,5дб ! Длина подводящего коасила 1.0 п/л!

3)” Коллинеар” из трубчатых вибратора и противовеса диаметром в 0.08-0.1 лямбды и длиной по 1.0 п/л и общей длиной в одну лямбду при Ку=4-5дб, длина подводящего коасила не менее одной лямбды—-минимальные габариты и парусность!

4) “Пяти элементный волновой канал” или направленная антенна типа Уда-Яги состоит из рефлектора или отражателя в 1.2 п/л,
стандартного диполя и трех одинаковых директоров по 0.8-0.85 п/л —–расстояние между элементами по 1.0 ч/л итого общий габарит держателя равен одной лямбде при Ку=10-11дб—-большое усиление и минимальная парусность!

5) “Конденсаторный патч” состоит из квадратной пластины вибратора длиной стороны 1.0 п/л и квадратного отражателя-противовеса со стороной в 1.3 п/л, воздушное расстояние между пластинами 0.08-0.09 п/л—-Ку=8-9дб! Точка запитки середина края пластин!

круговая поляризация

6) “Клевер” —-это антенна с круговой поляризацией и угол плоскости наклоненного лепестка указывает направление вращения поля! Кол-во лепестков от трёх и до пяти—–общая длина проводника в лепестке равна одной лямбде и как у равно- стороннего треугольника! Точка запитки начало контура лепестков и земля конец контура лепестков! Угол наклона 30-45 градусов сказывается на шарообразности диаграммы антенны при Ку=1.1-1.5дб! Большая парусность и объём конструкции!

7) “Хелликс”—это направленная антенна, где вибратор это незамкнутая катушка из 8 витков диаметром в 1.1-1.15 ч/л и межвитковым шагом в 0.5 ч/л и отражателем-пластиной диаметром около 1.0 лямбды при Ку=12дб по оси направления! Общая длина катушки равна одной лямбде и большая парусность! Направление вращения хелликса должна совпадать с вращением клевера!

внимание—–из-за теплового поглощения энергии радиоволны воздушной атмосферой Земли есть закономерность, чем длиннее волна или меньше частота радиосвязи, тем выше проходимость сигнала, то есть при той же мощности излучения дальность устойчивой связи в диапазоне 1.2Ггц будет в два-три раза больше, чем в диапазоне 5.8Ггц при тех же условиях!

примеры

верхняя строка—это всенаправленные антенны 5.8Г с диаграммой напряженности волны аля бублик используются обычно на видео передатчиках Ку=1.5-4дб!

вторая строка—-это узконаправленные антенны 5.8Г с углом приёма 30-90градусах используются в видео приёмниках Ку=8-12дб!

простая насадка гиберболического отражателя или волнового вибратора на коасильный диполь(сосиска) превращает всё антенну ру-передатчика или видеоприёмника в направленный волновой канал или уда-яги с возрастанием дальности управления в 2 раза!

Фото028.jpg

Увеличение дальности fpv

Кроме управления надо дорабатывать и FPV часть, так как улететь с одним из вышеприведенных вариантов то не проблема, но проблемой может стать потеря видеосигнала.

Для увеличения дальности можно установить видеопередатчик повышенной мощности.

– с нормальными антеннами позволяет улететь на 2-3 километра.

– дальность полета с таким видеопередатчиком будет около 10 км.

Так же можно улучшить и видеоприемник установкой на него .

Направленная антенна не позволит летать “вокруг себя”, но при полете в одну сторону сильно увеличит дальность приема даже на имеющемся видеопередатчике.

Константин, Обзор квадрокоптеров

Увеличение дальности полета за счет антенны

Можно установить антенну с большим dBi или установить параболический отражатель. На фотографии выше как  раз самодельный параболический отражатель.

Если нет желания делать такой своими руками, то можно купить готовый параболический отражатель  или .

Не смотря на свою простоту – такой антенный усилитель работает, в среднем дает прирост на 900 метров к полетам без усилителя.

На картинке выше – два полета, нижний – без параболического отражателя (1.3 километра), верхний с отражателем (2.4 км), как видите – прирост весьма значительный.

Установка lrs модуля в пульт управления

Третий способ увеличения дальности полета квадрокоптера – это установка LRS модуля. 

Купить и .

В пульт управления Taranis или Turnigy такой ВЧ модуль вставляется без проблем, останется только установить приемник в ваш квадрокоптер и можно будет отлетать на 3-5 км от точки взлета.

Установка промежуточного усилителя на пульт управления квадрокоптером

Обычный пульт управления имеет мощность передатчика в 10мВт, если между ВЧ частью и антенной поставить промежуточный усилитель в 1-2 Ватта, то дальность полета с 900 метров увеличится до 10 километров.

Я так далеко не отлетал, а знакомый проводил эксперимент – на приемник поставил RC-Switch, который включал лампочку. Лампу поставил на окно, отъехал на 10 км и с помощью подзорной трубы наблюдал как включается и выключается лампочка с помощью пульта управления. 🙂

Купить усилитель сигнала пульта управления можно .

Хеликс (helical)

Хеликс имеет форму пружины, это направленная антенна с круговой поляризацией. Число витков определяет коэффициент усиления антенны. Более .

Вывод

В итоге получается:

  1. Аналоговое FPV на 2.4ГГц устаревшая технология, практически не используется
  2. Wi-Fi FPV на 2.4ГГц новая бюджетная технология, но картинка транслируется с существенной задержкой
  3. Wi-Fi FPV на 5ГГц (5G Wi-Fi) новая бюджетная технология, картинка транслируется с меньшей задержкой по сравнению с Wi-Fi FPV 2.4ГГц, в лучшем качестве и большей дальностью. Лучший вариант для коптеров начального уровня (для игрушек).
  4. Аналоговое FPV на 5.8ГГц лучшая из трех, выбор профессионалов и любителей.

Заключение

Купить квадрокоптер с большой дальностью полета рекомендуется в том случае, если вам нужно снять красивые виды окружающей природы. Если изделие будет использоваться в туристических поездках, то обратите внимание на компактные модели – например, на DJI Mavic Pro
.

А у вас есть квадрокоптер, способный летать достаточно далеко и долго? Или вы только рассматриваете вариант покупки такого устройства? Поделитесь своими мыслями в комментариях.

Квадрокоптеры продолжают набирать армию поклонников. Сейчас в продаже можно найти годные бюджетные модели, с которыми просто овладеть навыками пилотирования и при этом не угробить дорогостоящего дрона.

На AliExpress представлен довольно широкий выбор компактных и недорогих квадрокоптеров, а также предлагают комплектующие и запчасти, которые понадобятся в случае ремонта.

У большинства подобных моделей есть один существенный недостаток – ограниченный радиус полетов. Облететь дом или заглянуть в окно к соседу еще получится, а вот несколько железобетонных препятствий сразу прервут связь пилота с моделью.

Оцените статью
Радиокоптер.ру
Добавить комментарий

Adblock
detector