Guida alla selezione dell'antenna per trasmissione video del drone

Guida alla selezione dell'antenna per trasmissione video del drone

Puoi utilizzare il trasmettitore video più pulito che il denaro possa comprare e continuare a guardare il tuo downlink rompersi nell'istante in cui l'aereo vira o si nasconde dietro un albero. Secondo la nostra esperienza, le riprese dei droni vengono perse più a causa di un’antenna non corrispondente che per qualsiasi cosa accada all’interno della radio. La buona notizia è che la maggior parte di questi problemi è evitabile una volta che si smette di considerare le antenne come un ripensamento.

Inizia con i due collegamenti, non con l'antenna

La maggior parte delle persone acquista un'antenna prima di aver risposto a una domanda più semplice: cosa stiamo trasmettendo esattamente? Su un tipico drone sono presenti almeno due percorsi RF: il collegamento di controllo e telemetria e il downlink video. Il controllo di solito si trova su 2,4 GHz. Il video analogico è vissuto per anni su 5,8 GHz, mentre i sistemi digitali (DJI O3/O4, Walksnail, HDZero) si sono diffusi sia su 2,4 che su 5,8 GHz a seconda della modalità. La banda decide quasi tutto a valle: la lunghezza d'onda imposta la dimensione dell'antenna e il rumore di fondo locale della banda decide quanto margine hai effettivamente.

La polarizzazione è il luogo in cui le persone si bruciano

Ecco l’errore che vediamo costantemente. Un'antenna lineare – una semplice frusta o dipolo – irradia più forte quando è parallela al suo partner. Un drone non è quasi mai parallelo a te per molto tempo; rotola, beccheggia e imbarda per tutto il volo. Nel momento in cui i due elementi lineari diventano perpendicolari, il segnale cade in uno zero profondo. La polarizzazione circolare (a quadrifoglio, obliqua planare, elicoidale, a pagoda) risolve questo problema perché l'onda gira, quindi la mancata corrispondenza dell'orientamento fa molto meno male. Il problema: si rinuncia a circa 3 dB rispetto a una coppia lineare perfettamente abbinata, ed entrambe le estremità devono usare la stessa mano: da destra a destra, da sinistra a sinistra. Mescolateli e tornate a un collegamento scadente.

Il guadagno è un’operazione che non puoi evitare

Guadagno e ampiezza del fascio sono sullo stesso quadrante. Un dipolo da 2-3 dBi emette energia secondo uno schema omnicomprensivo: ottimo sull'aereo, perché il drone è ovunque rispetto a te. Spingi il guadagno fino a 9–13 dBi con una patch o elicoidale a terra e il fascio diventa stretto e lungo: portata eccellente, ma ora devi puntarlo. Metti invece quell'antenna ad alto guadagno sull'aereo e hai costruito una torcia che devi puntare su te stesso: vola leggermente fuori asse e il video cade. L'alto guadagno appartiene alla stazione di terra, non all'aria.

Un setup che effettivamente regge

Per la maggior parte dei lavori cinematografici a lungo raggio utilizziamo un'antenna omnidirezionale a polarizzazione circolare sull'aereo (a quadrifoglio o skew-planare) e un'antenna circolare direzionale a terra - elicoidale o patch, spesso su un semplice supporto puntabile o un tracker. La diversità sulla stazione di terra, due antenne che alimentano un ricevitore, elimina silenziosamente i dropout che altrimenti inseguiresti tutto il giorno. La corsa è il problema opposto: le distanze sono brevi e stai lanciando l'aereo in giro, quindi omni CP su entrambe le estremità, salta il guadagno, mantienilo leggero.

Le cose che rovinano spaziano comunque

Niente di quanto sopra ha importanza se le basi sono sbagliate. La RF non si piega attorno a un edificio o a una collina: volare dietro una copertura significa volare alla cieca e la zona di Fresnel (l'ellisse invisibile tra te e l'aereo) deve rimanere libera o mangerai punti di riflessione nulli. Le frequenze 2,4 e 5,8 GHz condividono lo spazio con ogni punto di accesso Wi-Fi nell'isolato, quindi l'interferenza locale è il killer silenzioso sui voli urbani. E guarda il tuo limite EIRP legale; aumentare la potenza del trasmettitore per mascherare un'antenna difettosa ti mette solo nei guai e raramente aiuta.

Tre abitudini economiche

Mantieni le antenne libere da fibra di carbonio e metallo: sono dissipatori RF, quindi utilizza un cavo di prolunga corto per portare l'elemento in aria pulita. Controlla il connettore prima di acquistare: SMA e RP-SMA sembrano identici finché non si inseriscono e RP-SMA (polarità inversa) è il classico trucco sui dispositivi Wi-Fi consumer. E non cercare più potenza per risolvere un problema dell'antenna; l'antenna è la prestazione più economica che tu abbia mai acquistato.

Se c’è una cosa da imparare da questo: l’antenna è la parte con l’effetto leva più elevato e il costo più basso dell’intero collegamento. Adatta la polarizzazione, posiziona il guadagno dove il raggio deve essere stretto e mantieni l'antenna dell'aereo omnidirezionale. Se li capisci bene, la maggior parte dei tuoi problemi relativi al 'perché il mio video si interrompe' semplicemente scompariranno.