Lựa chọn ăng-ten cho máy bay không người lái FPV: Cách chọn ăng-ten phù hợp cho máy bay không người lái của bạn

Chọn ăng-ten cho máy bay không người lái FPV không phải là lấy mô hình nhỏ nhất hoặc mô hình có mức tăng cao nhất. Ăng-ten phù hợp phải phù hợp với hệ thống vô tuyến, tần số, môi trường bay và nhu cầu liên lạc của máy bay không người lái của bạn.

Đối với phi công, một ăng-ten tốt giúp liên kết điều khiển của bạn ổn định và cải thiện khả năng thu video. Đối với các nhà sản xuất và nhà phát triển FPV, nó cũng ảnh hưởng đến kích thước, trọng lượng, cách lắp đặt và khả năng tương thích tổng thể.

Đây là những gì thực sự quan trọng khi chọn một.

1. Biết ăng-ten phục vụ liên kết nào

Một máy bay không người lái FPV thường có hai hệ thống vô tuyến riêng biệt:

• Liên kết RC (điều khiển) - kết nối máy phát của bạn với máy thu của máy bay không người lái và mang các lệnh điều khiển chuyến bay.

• Liên kết video - gửi hình ảnh camera đến kính bảo hộ hoặc bộ thu mặt đất của bạn.

Chúng thường chạy trên các tần số khác nhau với các thiết kế ăng-ten khác nhau. Ví dụ: máy bay không người lái có thể sử dụng tần số 2,4 GHz để điều khiển và 5,8 GHz cho video. Mỗi người cần một ăng-ten được xây dựng cho băng tần riêng của mình.

Chỉ vì đầu nối vừa khít không có nghĩa là ăng-ten hoạt động ở tần số đó. Luôn kiểm tra dải tần được thiết kế của ăng-ten.

2. Chọn tần số phù hợp

Tần số là thông số kỹ thuật đầu tiên để xác minh. Các dải tần FPV phổ biến là 900 MHz, 2,4 GHz và 5,8 GHz.

Sub-GHz (900 MHz trở xuống). Được sử dụng trong một số hệ thống điều khiển tầm xa. Các tần số thấp hơn thường ít bị mất đường truyền hơn và xử lý chướng ngại vật tốt hơn, nhưng hiệu suất thực tế phụ thuộc vào công suất phát, độ nhạy của máy thu, địa hình và các quy định của địa phương. Ăng-ten dưới GHz cũng lớn hơn về mặt vật lý, điều này quan trọng đối với các thiết bị nhỏ gọn.

Điều khiển 2,4 GHz. Dải tần phù hợp cho điều khiển vô tuyến hiện đại, bao gồm ExpressLRS. Ăng-ten nhỏ gọn và phù hợp với việc bay, đua xe và tự do hàng ngày. Kiểm tra dải tần số và khả năng tương thích của đầu nối thay vì chỉ tin vào nhãn.

Video 5,8 GHz. Tiêu chuẩn cho video analog và kỹ thuật số. Ăng-ten có thiết kế đa hướng và định hướng nhỏ gọn. Các tín hiệu tần số cao hơn bị ảnh hưởng nhiều hơn bởi các chướng ngại vật và hướng, do đó, vị trí và sự phù hợp ở đây quan trọng hơn.

3. Omni vs định hướng

Ăng-ten đa hướng tỏa rộng xung quanh ăng-ten. Trên máy bay không người lái, đây thường là lựa chọn thực tế vì máy bay liên tục thay đổi hướng. Ví dụ phổ biến: lá cỏ ba lá, chùa và ăng-ten roi. Chọn một chiếc đủ bền để chịu được rung động, va chạm và tiếp đất liên tục.

Anten định hướng tập trung tín hiệu về một hướng. Các ví dụ phổ biến: ăng-ten vá, bảng điều khiển và xoắn ốc. Chúng thường được gắn trên trạm mặt đất hoặc kính bảo hộ thay vì máy bay không người lái, mang lại khả năng thu sóng tập trung trong khi máy bay không người lái bay trong chùm tia. Nhưng nếu máy bay không người lái rời khỏi chùm tia chính, tín hiệu sẽ tắt.

Đó là lý do tại sao một thiết lập thông thường sẽ ghép nối một thiết bị omni trên máy bay với ăng-ten định hướng ở phía thu.

4. Phân cực: RHCP, LHCP và Tuyến tính

Sự phân cực mô tả hướng hoặc sự quay của sóng truyền đi. Trong video FPV, ăng-ten phân cực tròn được sử dụng rộng rãi vì chúng xử lý phản xạ đa đường tốt hơn.

Có hai loại: RHCP và LHCP . Máy phát và máy thu phải phù hợp. Ghép nối RHCP với RHCP và LHCP với LHCP — việc trộn chúng sẽ gây mất tín hiệu đáng kể.

Ăng-ten tuyến tính cũng phổ biến đối với một số liên kết RC và kết cấu nhỏ gọn. Trước khi mua, hãy kiểm tra xem thiết bị của bạn sử dụng phân cực tuyến tính hay phân cực tròn và đảm bảo cặp này khớp với nhau.

5. Bạn cần tăng bao nhiêu?

Độ lợi được đo bằng dBi và mô tả mức năng lượng mà ăng-ten tập trung theo một hướng. Mức tăng cao hơn không tự động có nghĩa là hiệu suất FPV tốt hơn.

Omni có mức tăng thấp cho phạm vi phủ sóng rộng; một hướng có mức tăng cao có chùm hẹp. Ăng-ten có mức tăng cao hoạt động tốt ở trạm mặt đất trong khi máy bay không người lái vẫn ở trong chùm tia chính của nó, nhưng nó không phù hợp với máy bay không người lái liên tục thay đổi hướng.

Khi chọn mức tăng, hãy nghĩ đến:

• Khoảng cách bay dự kiến

• Định hướng máy bay không người lái trong chuyến bay

• Vị trí trạm mặt đất

• Độ rộng chùm tia ngang và dọc

• Vùng phủ sóng cần thiết

• Kích thước và trọng lượng anten

Đối với hầu hết các hoạt động bay bằng máy bay không người lái, việc điều chỉnh kiểu bức xạ phù hợp với môi trường bay của bạn sẽ theo đuổi con số khuếch đại cao nhất.

6. Đầu nối và lắp cơ khí

Các đầu nối FPV phổ biến bao gồm SMA, RP-SMA, MMCX và U.FL/IPEX. Các máy phát, máy thu và kính bảo hộ video khác nhau sử dụng các cấu hình khác nhau.

Kiểm tra: loại đầu nối, kiểu đầu nối và bố cục chân cắm, khả năng tương thích tần số, chiều dài cáp, hướng lắp và không gian còn trống. Các đầu nối trông giống nhau có thể có cấu hình chân cắm bên trong khác nhau — đầu nối hoặc bộ chuyển đổi sai sẽ không hoạt động.

Trên máy bay không người lái nhỏ gọn, sự phù hợp về mặt cơ học thậm chí còn quan trọng hơn. Ăng-ten lớn có thể gây nhiễu khung, máy ảnh, pin hoặc các bộ phận khác.

7. Lắp đặt và định vị

Ngay cả một ăng-ten lớn cũng hoạt động kém nếu cài đặt sai. Sợi carbon có tính dẫn điện và làm biến dạng bức xạ ăng-ten, vì vậy hãy giữ ăng-ten cách xa khung và các bộ phận dẫn điện khác.

Lời khuyên thiết thực cho ăng-ten video:

• Giữ ăng-ten cách xa khung và pin.

• Không gắn bộ phận bức xạ trực tiếp lên bề mặt dẫn điện.

• Sử dụng giá đỡ an toàn để giảm độ rung và hư hỏng.

• Duy trì hướng dự định.

• Hãy chắc chắn rằng nó không chạm vào đạo cụ hoặc các bộ phận chuyển động.

Tại trạm mặt đất, hướng ăng-ten định hướng về phía khu vực bay. Đối với thiết lập nhiều ăng-ten, hãy tuân theo các yêu cầu về phân tập của máy thu.

8. Lựa chọn theo trường hợp sử dụng

Đây là những nguyên tắc chung — luôn được hoàn thiện dựa trên thiết bị, tần số và môi trường vô tuyến thực tế của bạn.

9. Làm việc với nhà sản xuất

Nếu bạn đang chế tạo máy bay không người lái hoặc phát triển thiết bị FPV, việc lựa chọn ăng-ten thường vượt xa việc chọn từ danh mục. Các dự án khác nhau cần dải tần số, đầu nối, kích thước, cách lắp đặt hoặc kiểu bức xạ cụ thể.

Khi nói chuyện với nhà sản xuất, hãy chia sẻ:

• Dải tần điều khiển hoặc video

• Mức tăng cần thiết và mô hình bức xạ

• Yêu cầu phân cực

• Thông số kỹ thuật của đầu nối và cáp

• Mô hình hoặc ứng dụng Drone

• Giới hạn kích thước và trọng lượng

• Điều kiện trong nhà, ngoài trời hoặc tầm xa

Điều này cho phép họ đề xuất một sản phẩm hiện có hoặc gắn cờ xem thiết kế tùy chỉnh có hợp lý hay không.

Câu hỏi thường gặp

Một ăng-ten có thể xử lý cả điều khiển và video không?

Một số ăng-ten có nhiều băng tần, nhưng đừng cho rằng ăng-ten một băng tần tiêu chuẩn sẽ bao phủ cả hai băng tần. Nó phải được thiết kế và kiểm tra các tần số cần thiết và thiết bị vô tuyến của bạn phải hỗ trợ chúng.

RHCP có tốt hơn LHCP không?

Cả hai đều không tốt hơn. Điều quan trọng là sự phù hợp giữa ăng-ten truyền và nhận.

Tôi có nên đặt ăng-ten định hướng trên máy bay không người lái của mình không?

Đối với hầu hết các chuyến bay FPV, không - omni sẽ thực tế hơn vì máy bay thay đổi hướng. Ăng-ten định hướng thường tốt hơn trên trạm mặt đất.

Phần kết luận

Việc lựa chọn ăng-ten FPV phụ thuộc vào tần số, loại ăng-ten, độ phân cực, mức tăng, khả năng tương thích của đầu nối và cách lắp đặt. Ăng-ten phù hợp sẽ phù hợp với hệ thống vô tuyến và cách bạn thực sự bay. Omnis phù hợp với máy bay thường xuyên thay đổi hướng; hướng dẫn cung cấp khả năng tiếp nhận tập trung vào một trạm mặt đất được nhắm mục tiêu thích hợp.

Ăng-ten phù hợp không phải là ăng-ten có mức tăng cao nhất hoặc dấu chân nhỏ nhất. Đây là thiết bị phù hợp với yêu cầu liên lạc thực tế của máy bay không người lái của bạn.