Новая антенна для дрона увеличение дальности. Самодельная антенна для FPV. Какую связь используют квадрокоптеры

Антенны для видеопередатчиков и приемников очень сильно влияют на радиус уверенного приема сигнала. В этом руководстве мы покажем основные характеристики антенн; покажем антенны, рассчитанные на работу в диапазоне 5,8 ГГц, которые подходят для мини-коптеров, и, надеюсь, поможем выбрать из них наиболее подходящие именно вам.

Отличные антенны для мини-коптеров

Всенаправленные антенны

Pagoda	Foxeer Lollipop 2	Aomway 4-lobe Cloverleaf
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.

Топовые антенны
TBS Triumph	Lumenier AXII
В отличие от классических «клеверов» в TBS Triumph нет изогнутых проводов. Уникальный дизайн обеспечивает более равномерную диаграмму направленности, и делает антенну очень прочной и сложной для клонирования.	Lumenier Axii от GetPFV имеет небольшой диаметр (16 мм), что делает ее одной из самых маленьких и наиболее прочных антенн с круговой поляризацией. Теоретически у нее отличное осевое отношение (axial ratio), бывает, как с правой, так и с левой круговой поляризацией.

Направленные антенны

Дешевая, но все равно есть смысл купить	Топовая
Menace Pico-Patch	True RC X-Air
Amazon RDQ GetFPV	Amazon GetFPV
Menace Pico-Patch — компактная и доступная по цене направленная антенна, имеет довольно удобный для полетов в очках угол приема сигнала. Вот обзор (англ).	Это антенна для тех, кому нужен высокий коэффициент усиления, при этом угол приема сигнала примерно 120 градусов.

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.

Анатомия антенн

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

• Активный элемент — проводник, который передает сигнал в эфир или принимает его
• Коаксиальный кабель — специальный кабель в оплетке для передачи сигнала между разъемом и активным элементов без излучения сигнала в эфир. Используется для увеличения длины антенны, часто сделан из прочных и жестких материалов, чтобы его можно было согнуть под необходимым углом. Коаксиальный кабель использовать необязательно, активный элемент можно напрямую подсоединить к разъему
• Разъем — используется для соединения антенны с приемником или передатчиком

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Пагода (Pagoda)

Пагода — довольно новый тип антенн (стал популярным в конце 2016 года). Это ненаправленная антенна с круговой поляризацией. Уникальный дизайн и используемый материал (текстолит) делает её очень прочной.

Хеликс (Helical)

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

Патч (Patch)

Патчи — это тоже направленные антенны, они бывают как с линейной, так и с круговой поляризацией. По сравнению с хеликсом, у них более широкий луч, но меньший размер.

Что учесть при выборе антенны

Новичкам лучше начать со всенаправленных антенн с круговой поляризацией, например: клевер или пагода.

Характеристики антенны очень сильно зависят от качества материалов и точности изготовления, хорошие антенны стоят дорого. Однако, некоторые топовые антенны могут стоить в 2-3 раза дороже более простых моделей, но при этом будут увеличивать радиус приема всего на 5% или 10%.

Осевое отношение — тоже важный параметр, который обычно не указывается производителями, но его можно узнать, почитав обзоры.

В конце концов, всё зависит от того, что вы можете себе позволить, ну и от ваших изысканий.

Выбирать направленные антенны стоит только после того, как вы приобретете диверсити приемник.

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.

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.

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.

Вес

Очень часто покупатели забывают посмотреть на вес и размер антенны. Для миникоптеров вес — один из важнейших параметров. Каждый сэкономленный грамм улучшает характеристики коптера.

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).

Заключение

Это всё, что я хотел сказать относительно базовых характеристик антенн для FPV и их выбора. Надеюсь это руководство поможет вам выбрать хорошую антенну для FPV коптера!

История изменений

• Май 2017 — первая версия статьи
• Сентябрь 2018 — обновлен раздел с рекомендациями и добавлена информация о рабочих частотах

Антенна — металлическое устройство, способное преобразовывать и отправлять энергию высокочастотного колебания от передатчика во внешнюю среду (радиоволны), а также принимать эти частоты и преобразовывать их в высокочастотные колебания.

В этой статье мы подробно опишем, как они устроены и как работают, а также сделаем выбор в пользу одной из поляризаций, с которой можно без проблем летать на квадрокоптере, не опасаясь, что пропадет сигнал.

Типы поляризации

— сигнал колеблется только в одной плоскости и только в одном направлении: вертикально или горизонтально.

Как это выглядит? Схема ниже:

Линейная поляризация. Gif Википедия.

Могу с уверенностью сказать, что вы уже имели дело с антеннами, у которых линейная поляризация. Посмотрите на фото ниже:

Если вы уже собирали квадрокоптер, то наверняка видели в комплекте с видеопередатчиками такие антенны.

По факту это просто кусок провода, и на хороший прием можно особо не рассчитывать. Таким образом, этот тип антенн хорош только при направленном действии, то есть передатчик и приемник должны быть в одном направлении, параллельны.

Круговая поляризация — сигнал колеблется в одном из направлений, в вертикальном или горизонтальном, но при этом описывает окружность. Вращение может быть и в левую сторону, и в правую.

Выглядит это вот так:

Круговая поляризация. Gif Википедия.

Круговая поляризация. Фото Википедия.

А сами антенны — это хорошо знакомые вам «клеверы», или их еще называют «грибовидные» антенны, при условии, конечно, что вы уже собирали сами квадрокоптер или просто уже знаете о видах антенн для дрона:

Строение такой антенны :

Строение антенны «клевер»

Какой тип антенн использовать для квадрокоптера?

Почему не рекомендуется использовать на квадрокоптерах антенны с линейной поляризацией? Все дело в физике. Как уже говорилось выше, линейная поляризация работает в одной плоскости, и чтобы сигнал всегда был сильным, приемник (квадрокоптер) и передатчик (пульт) всегда должны быть параллельны. Но это невозможно из-за специфики полетов дрона. Например, сигнал будет очень плохим, если антенны приемника и передатчика будут под углом 90° друг к другу.

Другое дело с круговой поляризацией, у нее охват гораздо шире, уровень сигнала всегда будет на приемлемом уровне, поэтому все пилоты всегда меняют стандартные антенны на «клевер». На большие дроны-долголеты, которым нужна частота 1.2Ггц, ставят большие клеверы:

Антенны типа «клевер» бывают с 3 лепестками и 4 лепестками:

Антенна с 4 лепестками обычно используется в качестве принимающей, а 3-лепестковая является универсальной и используется в обоих случаях (прием и отправка).

Выводы

Надеемся, мы смогли донести до вас эту информацию в простой форме. И запомните, для квадрокоптеров целесообразно использовать антенны с круговой поляризацией, типа «клевер». Если у вас остались вопросы, задавайте в комментариях.

Каждый оператор устройств на радиоуправлении заинтересован в высоком качестве пилотирования и высокой производительности дэвайсов. Эти характеристики во многом зависят от времени, которое дрон или квадрокоптер проводит в воздухе. Увеличить длительность рабочего режима устройства можно, регулярно меняя аккумуляторы и заряжая батареи. Но вряд ли кого-нибудь обрадует такая перспектива. Поэтому операторы ищут более эффективные методы, увеличивающие время полета дрона.

На продление дальности полета квадрокоптеров влияет ряд факторов, среди которых:

• сила радиосигнала,
• емкость батареи,
• тип двигателя,
• условия полета.

К примеру, время пилотирования дэвайса в условиях города значительно меньше, чем за городом. Кстати, новичкам рекомендуют получать навыки управления квадрокоптером на открытой местности, где отсутствуют препятствия в виде электрических опор, деревьев, других объектов.

Чтобы повысить возможности аккумулятора, специалисты советуют подключить дополнительные источники питания. Дальность полета зависит и от других параметров, например, стиля полета (маневрирование, выполнение флипов и переворотов, «зависание» в пространстве).

Важный момент: увеличив дальность радиосигнала, не забывайте об увеличение дальности видеосигнала. Установка видеопередатчиков поможет беспрепятственно получать видеопоток с дэвайса.

Большинство изделий функционируют на частоте 2,4 Ггц: она позволяет осуществлять полеты на небольшое расстояние – в среднем 1 км. Вылет аппарата из зоны приема сигнала чреват потерей летательного устройства. Расширить зону приема сигнала помогут специальные комплектующие. Представленные на рынке модели отличаются рядом преимуществ, среди которых:

• легкий вес,
• компактные размеры,
• простота установки,
• доступная цена.

Использование усилителей позволит увеличить дальность полетов на расстояние до нескольких километров (этот показатель зависит от модели). В комплект устройств для усиления сигнала входят панель антенны, кабели, кронштейн в качестве опоры. Усилители концентрирует излучение антенны и направляют луч сигнала от пульта ДУ. Подключение аппаратуры не требует каких-либо изменений в работе летательного агрегата.

Как увеличить дальность полета квадрокоптера

Разработчики беспилотников активно работают в таком направлении, как увеличение дальности полета механизмов. Поэтому не исключено, что уже в ближайшее время на рынке появятся усовершенствованные модели, способные преодолевать относительно большие расстояния на одной подзарядке батареи.

Но и модели, имеющиеся в распоряжении, можно легко усовершенствовать, повысив их технические характеристики. Это можно сделать самостоятельно или обратившись в фирмы, предлагающие такого рода услуги.

Начинающим пилотам достаточно сложно бывает определить дальность квадрокоптера, а ведь именно она является одной из его основных характеристик. Чтобы легче разбираться в различных моделях дронов, отметим, что модели, летающие на 30-70 метров от базы, используются новичками. В основном это , которые оснащаются четырьмя электромоторами и предназначены для развлечений и отработки навыков пилотирования. Беспилотные модели дронов, которые могут принимать сигналы на расстоянии 150 и более метров от оператора, используют опытные любители. Большая часть таких аппаратов оснащается видеооборудованием, что помимо их запуска, дает возможность делать видеосъемку и фотографии.

Дальность квадрокоптера может исчисляться километрами и такие модели биспилотников в своей деятельности используют профессионалы. Что можно посоветовать новичку при выборе модели кадрокоптеров? Нередко случается так, что неопытные пилоты во время тренировочных полетов попросту теряют свои беспилотники. В этой связи можно порекомендовать приобретать аппараты с возможностью автовозвратадрона в точку вылета. Еще лучше будет, если у коптера будет функция возврата на базу в случае потери сигнала. На пульте многих моделей имеется соответствующая кнопка, нажатие которой полностью исключает потерю дрона. В более серьезных моделях для пилотов-любителей, имеется встроенный GPS-передатчик, который позволяет определять местоположение аппарата.

Научившись пилотировать дроном, Вам обязательно захочется приобрести более серьезную модель и заняться производством интересных видеороликов. Что можно посоветовать в таком случае? Прежде всего, необходимо откалибровать компас, а также убедиться в том, что спутники отслежены дроном и он готов к вылету. Начинающим операторам нелишним будет проводить тренировки на открытой местности, где отсутствуют деревья, электроопоры и прочие объекты, которые могут помешать тренировкам и повредить аппарат (при столкновении). Начинающие пилоты могут обратить внимание на модели квадрокоптеров компании Walkera, а более продвинутые пользователи на беспилотникиPhantom.

Можно ли увеличить дальность квдарокоптера?

Нередко случается так, что квадрокоптер может улететь очень далеко от базы, а потом оператору приходится искать его в неизвестном направлении. Представьте себе, что при порывах ветра, беспилотник унесло куда-то, и его отыскать в городе (да и нередко на открытой местности тоже) бывает просто невозможно. Как же поступить в такой ситуации? Для этого можно воспользоваться специальнымтреккером, который работает с системой навигации GPS. Его достаточно закрепить на дроне, и в случае, если он скроется из виду, то найти его благодаря этому устройству не составит труда.

Следует помнить также, что беспилотный аппарат, улетевший из зоны приема сигнала, также становится неуправляемым, и существует большая вероятность его потери. Поэтому можно увеличить дальность квадрокоптера путем усиления сигнала. В этом случае у оператора всегда будет возможность контролировать его радиус действия и не допускать случаев, когда квадрокоптер может оказаться неподконтрольным. Для этой цели рекомендуется приобрести специальный усилитель сигнала с ПДУ, который гарантированно увеличит дальность полета и предотвратит потерю Вашего летательного аппарата. Как говорится, кто предупрежден, тот вооружен, ─ в любом случае, решать Вам.

Такая характеристика, как радиус действия квадрокоптера, при выборе устройства часто остается неучтенной. Однако она является одной из самых главных в эксплуатации устройства. Также ее можно встретить под названием зона действия аппаратуры, хотя некоторые пользователи путают ее с дальностью полета квадрокоптера. Чтобы внести ясность в это понятие, рассмотрим его более детально.

От чего зависит радиус действия квадрокоптера

В отличие от дальности полета, которая зависит в первую очередь от мощности аккумулятора модели, радиус действия квадрокоптера зависит дольше от технологии связи, которая применяется для соединения с управляющим устройством. Поскольку квадрокоптеры управляются удаленно по беспроводным каналам, их список весьма невелик. Модели могут управляться при помощи привычного для радиоуправляемых моделей – радиосигнала на частоте 2,4 Гц. Возможности аппаратур с такой технологией передачи данных достаточно велики, поэтому они до сих пор остаются популярны.

Другой – более современный способ передачи сигнала – канал bluetooth. Он более ограничен по радиусу действия, чем радиоканал, но его преимущество в другом. Его использование позволяет отказаться от привычных аппаратур в пользу смартфонов и прочей мобильной техники, которые всегда имеются у пользователя буквально под рукой. К устройствам, его использующим чаще всего относятся мини и нано-модели, которые даже на максимальной мощности не смогут далеко улететь. Еще один современный канал управления, дающий более ощутимый в работе радиус действия – это всеми любимый канал wi-fi. Передатчик в данном случае может использоваться не только для передачи управляющих команд, но и для трансляции видео или записи фото.

Однако в этом случае дальность действия существенно сокращается, что может вызвать некоторые сложности. Некоторые компании разрабатывают более современные свои собственные технологии передачи сигнала, что существенно увеличивает радиус действия квадрокоптера. Если взять, к примеру, компанию DJI, то на ее счету уже имеется подобная разработка под названием Lightbridge. Она в разы превышает эффективность популярного wi-fi, за что и ценится пользователями.

Радиус действия дронов разных моделей

Приведем пример радиуса действия аппаратур различных квадрокоптеров. Самый элементарный пример – мини-квадрокоптер под названием Cheerson CX-10W. Его дальность действия составит всего 30 метров. Те же Parrot AR.Drone 2.0 и Syma X5S летают дальше. Их радиус составляет 50 метров. Радиусом вдвое больше обладает JJRC JJ-850. Однако есть модели с болем впечатляющими характеристиками. Например, Blade Chrome Camera Drone. Этот параметр у квадрокоптера составляет 600 метров. Тот же раскладной 3DR IRIS может похвастаться радиусом в 1000 метров.

Что касается рекордсменов среди достаточно дорогих моделей. Здесь первенство занимает уже названная выше компания DJI. Ее свежий Phantom 4 не потеряется в радиусе 5 км, что более чем вдвое превышает показатель его предыдущего поколения.

Как увеличить радиус действия квадрокоптера

Увеличивать радиус действия квадрокоптера можно различными способами. Самый простой из них – изменение аппаратных настроек. Он доступен далеко не у всех моделей квадрокоптеров, а лишь у тех, которые имеют региональные стандарты по калибровке дальности полета и его высоты. Частично это связано с законодательством, а отчасти с перегрузкой диапазона используемых частот передачи данных. Для реализации этого способа потребуются хорошие навыки в использовании компьютерной техники, а также изучение инструкций и руководств, касающихся конкретной выбранной модели, которая требует апгрейда.

Менять данные в прошивке может потребоваться лишь на плате квадрокоптера, либо дополнительно еще и на аппаратуре. В тех случаях, когда настройки дальности сигнала выставлены на максимум, и управляющая аппаратура буквально работает из последних сил, можно использовать и другие способы не программные, а аппаратные. Для этого придется покупать дополнительные аксессуары для беспилотника, а именно усилители сигнала. Чем мощнее будет усилитель, тем больший радиус действия квадрокоптера можно будет получить. Проблема состоит лишь в том, что усилитель потребует дополнительного питания. Оно может быть, как внешним независимым, так и общим с пультом ДУ, в том случае, когда усилитель подключается к порту управляющей аппаратуры.

Купить отличные квадрокоптеры вы можете в - бесплатная доставка по России и СНГ, хорошие цены!

Видео о том, как увеличить дальность действия квадрокоптера

Оптимальный радиус действия квадрокоптера

Если для вас характеристики квадрокоптера являются лишь вопросом будущего, стоит обратить внимание на то, для его он будет использоваться, и уже из этих целей в дальнейшем определять необходимый радиус действия. Если модель планируется запускать внутри помещения, то радиус больше 50 метров будет излишним, поскольку использовать его эффективно не удастся, ввиду физических ограничений помещения.

Для полетов за пределами помещения, например, во дворе понадобится модель способная держать сигнал на расстоянии от 100 метров и более. В противном случае, когда устройство скроется из виду, оно может потерять сигнал, и как говорится, улетит в Китай. Для профессиональной фото и видео съемки требуются модели с наибольшим радиусом действия. При этом важна не только дальность действия аппаратуры, но и качество сигнала связи, которое является значительно большим приоритетом.