Руководство по выбору антенны для передачи видео для дрона

Руководство по выбору антенны для передачи видео для дрона

Вы можете использовать самый чистый видеопередатчик, который только можно купить за деньги, и при этом наблюдать, как ваш нисходящий канал разрывается в тот момент, когда самолет накренится или скроется за деревом. По нашему опыту, из-за несогласованной антенны теряется больше кадров, снятых с дрона, чем из-за чего-либо, происходящего внутри радиостанции. Хорошей новостью является то, что большинства проблем можно избежать, если перестать относиться к антеннам как к второстепенной мысли.

Начните с двух ссылок, а не с антенны

Большинство людей покупают антенну еще до того, как ответят на более простой вопрос: что именно мы передаем? В типичном дроне есть как минимум два радиочастотных канала — канал управления и телеметрии и канал передачи видео. Управление обычно сидит на частоте 2,4 ГГц. Аналоговое видео уже много лет работает на частоте 5,8 ГГц, тогда как цифровые системы (DJI O3/O4, Walksnail, HDZero) работают как на частоте 2,4, так и на 5,8 ГГц в зависимости от режима. Полоса решает почти все в нисходящем направлении: длина волны определяет размер антенны, а локальный уровень шума в полосе определяет, какой у вас фактически запас.

Поляризация – вот где люди обжигаются

Вот ошибку, которую мы видим постоянно. Линейная антенна — простой штырь или диполь — излучает сильнее всего, когда она расположена параллельно партнеру. Дрон почти никогда не находится параллельно вам надолго; на протяжении всего полета он кренится, кренится и рыскает. В тот момент, когда два линейных элемента становятся перпендикулярными, сигнал падает до глубокого нуля. Круговая поляризация (клеверный лист, косо-плоская, спиральная, пагода) исправляет это, потому что волна вращается, поэтому несоответствие ориентации причиняет гораздо меньше вреда. Подвох: вы теряете около 3 дБ по сравнению с идеально согласованной линейной парой, и оба конца должны использовать одинаковую направленность — правая-правая, левая-левая. Смешайте их, и вы вернетесь к плохой ссылке.

Выигрыш — это сделка, которой невозможно избежать

Усиление и ширина луча находятся на одном и том же диске. Диполь мощностью 2–3 дБи излучает энергию по широкой всенаправленной схеме — отлично подходит для самолета, потому что дрон находится повсюду относительно вас. Увеличьте усиление до 9–13 дБи с помощью патча или спирали на земле, и луч станет узким и длинным: отличная дальность, но теперь вам придется его направить. Вместо этого установите на самолет эту антенну с высоким коэффициентом усиления, и вы соберете фонарик, который нужно нацелить на себя — отлетите немного от оси, и видео пропадет. Высокий коэффициент усиления необходим на наземной станции, а не в воздухе.

Установка, которая действительно держится

Для большинства кинематографических работ на большие расстояния мы используем на самолете омни с круговой поляризацией (клеверный лист или косоплоскостная) и направленную круглую антенну на земле — спиральную или патч-антенну, часто на простой нацеливаемой установке или трекере. Разнесение сигнала на наземной станции, две антенны, питающие один приемник, незаметно устраняют потери, за которыми в противном случае пришлось бы гоняться весь день. Гонки — это противоположная проблема: дальности короткие, и вы разбрасываете самолет, поэтому омни-КП на обоих концах, пропускайте усиление, держите его легким.

Вещи, которые в любом случае портят ассортимент

Ничто из вышеперечисленного не имеет значения, если основы неверны. RF не огибает здание или холм — полет за укрытием — это полет вслепую, а зона Френеля (невидимый эллипс между вами и самолетом) должна оставаться чистой, иначе вы съедите нули отражения. Частоты 2,4 и 5,8 ГГц делят пространство со всеми точками доступа Wi-Fi в квартале, поэтому местные помехи — тихий убийца на городских рейсах. И следите за своим законным пределом EIRP; увеличение мощности передатчика для маскировки плохой антенны только доставляет вам неприятности и редко помогает.

Три дешевые привычки

Держите антенны подальше от углеродного волокна и металла — они поглощают радиочастоты, поэтому используйте короткий удлинительный кабель, чтобы вывести элемент на чистый воздух. Проверьте разъем перед покупкой: SMA и RP-SMA выглядят одинаково, пока не сядут на место, а RP-SMA (обратная полярность) — это классическая ошибка в потребительском оборудовании Wi-Fi. И не стремитесь к большей мощности, чтобы решить проблему с антенной; антенна — самое дешевое исполнение, которое вы когда-либо купите.

Если из этого можно извлечь один вывод: антенна — это самая дешевая часть всей линии связи с наибольшим рычагом воздействия. Подберите поляризацию, установите усиление там, где луч должен быть узким, и оставьте антенну самолета всенаправленной. Сделайте эти три правильно, и большинство ваших проблем «почему у меня пропадает видео» просто исчезнут.