Antenos, antenos, antenos… Pagrindai ir praktiniai patarimai

Kažkada rašiau ilgus postus apie antenas, forume jiems ne vieta – permetu čia, kad netrūnytų HDD ;-)

Pastaba: dalis informacijos pasistengsiu parašyti labai “ūkiškai” – t.y. suprantama pradinukams kalba. Specialistai greičiausiai su dalimi iš teiginių nesutiks, bet…. Specialistai paprastai tokiais patarimais nesinaudoja, o naujokus skaičiai paprastai pribaigia… Kiekvienam geras nebūsi ;-)

Taigi, trumpai apie antenų veikimo principus:

  • Stiprinimas
    Labiausiai klaidinantis parametras, išreiškiamas dB/dBi, su gan mistiškais skaičiukais eiliniams naudotojams. Mums reikės žinoti tik tris paprastus dalykus:

    • Kad padidinti atstumą du kartus – galią reiks didinti keturis kartus. Todėl labiau tikslinga turėti geras antenas, nei kad nenormalios galios siųstuvą (galingi siųstuvai generuoja daugiau triukšmų, naudoja daugiau el. energijos ir daugybė kt. niuansų). Jei kyla abejonių dėl tokio patarimo – žr. tolimus skrydžius (ElCheapo 80km su FrSky – 800mW VTX, R. Montiel 111km – 800mW VTX).
    • gerai padaryta antena nuo blogai padarytos antenos (arba brokuotos) gali skirtis, pagal atstumą, šimtus kartų. Todėl dažniausiai pakankamą (pagal poreikius) pagerinimą galima gauti tiesiog ištaisant gamintojo pridarytas klaidas
    • 6dB skirtumas = 2x didesnis atstumas. Taigi, jei turime dvi antenas – sakykim, 6dBi ir 18dBi (jei pateikta dB – tai galima lengvai konvertuoti – dBi = dB + 2.14), tai jas teisingai panaudojus gausime 4 kartus besiskiriantį atstumą (18-6=12, 12/6=2, 2*2=4) vos pakeitę antenas
  • Poliarizacija:
    Antenos būna kelių tipų, tarpusavyje nelabai suderinamos. Dažniausiai vieno tipo antena su kitokio tipo antena veikia tik su nemažais galios praradimais, kas atitinkamai reiškia ir atstumo sumažėjimą. Geriausi rezultatai gaunami kai abiejuose galuose (siųstuvo ir imtuvo) turim identiško tipo antenas. Taigi, ką turim:

    • Tiesinė poliarizacija (linear polarisation) – horizontali ir vertikali. Tokią dažniausiai rasite ant savo siųstuvo/imtuvo, taip pat skraidydami su originaliomis video siųstuvo antenomis. Antenos labai paprastos, kompaktiškos, lengvai padaromos. Netgi pakeitus antenų tipą (viename gale horizontali poliarizacija, kitame – vertikali) turėsime santykinai nedidelį praradimą.
    • Apskritiminė poliarizacija (circular polarisation) – kairės rankos poliarizacija ir dešinės rankos poliarizacija. Tokias turbūt matėt su pavadinimais “dobiliukai”, bet jų būna ir kitokių tipų. Nemažas jų trūkumas – kad jos gaunasi “erdvinės” – t.y. neišeina padaryti geros ir kokybiškos plokščios antenos su apskritimine poliarizacija (taip, žinau apie CP patch – ten iš tikro tiesinė antena, tik siauraakiai ją aprašė neteisingai, google “pacman antenna“), taip pat matmenys turi būti tikslūs. Iš kitos pusės, jos turi vieną labai labai didelį privalumą – atspindžių atmetimas. Pamėginsiu paaiškinti taip:
      • apskritiminėje poliarizacijoje stiprinimo praradimai, jei naudojamos skirtingos antenos yra tokie: tiesinė į apskritiminę – 3dB (visai nedaug), apskritiminė kairė su apskritimine dešine – 26-30dB (praktiškai – signalo kaip ir nėra)
      • signalas sklinda į visas puses ir dažnai atsispindi nuo kliūčių. Problema tame, kad skirtingais keliais (tiesiogiai ir atsispindėjęs) ateinantis signalas ateina skirtingu laiku (nors šviesa sklinda greit, bet tas greitis vis tiek yra baigtinis), todėl imtuve matome daugybę signalų, kurie vienas nuo kito skiriasi labai trumpais laiko tarpais. Realybėje tą suvokiame kaip daugybę trukdžių (tas ypač gerai matoma naudojant 5.8GHz įrangą su “pagaliukais” – originaliomis antenomis), angl. “multipath interference“.
      • atsispindėjęs nuo kliūties signalas keičia savo poliarizaciją. Taigi, jei mes naudojame tiesinę poliarizaciją – su mažu slopinimu priimame tiek originalų signalą, tiek atsispindėjusį.
        Su apskritimine (dobiliukais ir pan.) turim šiek tiek kitą situaciją. Jei mes transliuojam, sakykim, su kairės rankos poliarizacija, tai imtuve tokią ir priimam. Atsimušęs signalas pakeičia poliarizaciją į dešinės rankos ir pasiekia imtuvą. O ten – mes turim kitaip poliarizuotą anteną, kuri turi tą labai didelį privalumą – nepriima priešingos poliarizacijos signalo
      • taigi, rezultate – su apskritimine poliarizacija mes turim vieną labai didelį privalumą – vien antenų pagalba mes išvalom visus vieną kartą atsispindėjusius signalus, kurie užteršia mūsų originalų signalą. Aišku, tai nėra vaistas nuo visų ligų, signalai gali atsispindėti du kartus ir n+k kitų niuansų, bet…
    • Poliarizacija vaizdžiai (paveiksliukas iš google):
    • Update 2013.12.09 – lentelė iš interneto, labai vaizdžiai parodanti signalo loss esant skirtingiems poliarizacijos tipams (reikia nepamiršti, kad tam tikromis sąlygomis loss gali būt ir mažesnis, visų “kas būtų jei būtų” vienoje lentelėje neatvaizduosi):
  • Atskyrimas:
    Nesigilinant į techninius niuansus galima trumpai papasakoti apie kelias taisykles, kurios reikia laikytis, norint išgauti maksimalų ryšio atstumą:

    • skirtingų dažnių antenos turi būti atskirtos kuo toliau viena nuo kitos (pvz. valdymas ant vieno sparno, video siųstuvas ant kito, telemetrija – ant uodegos)
    • reikia nepamiršti, kad lėktuve/copteryje taip pat yra nemažai “triukšmaujančių” elementų, kuriuos irgi reiktų atskirti, jei galima (autopilotai, ESC su SBEC, visokie įtampos keitikliai, OSD). Pagal galimybes visą tokią įrangą reiktų laikyti toliau nuo antenų
    • Egzistuoja tam tikros taisyklės dėl antenų – minimalūs atstumai iki artimiausios “kliūties”. Jie nėra dideli, bet (puta nesiskaito – ten 98% oro)…
      • 1.2GHz – 13cm
      • 2.4GHz – 6.5cm
      • 5.8GHz – 3.5cm

      Smulkmena, bet apie tai reikia nepamiršti – būna nemažai tokių, kurie užlipdo anteną tiesiai ant siųstuvo ir paskui klausia, kodėl tiek daug trukdžių, kodėl taip netoli traukia ;-)
      Taigi, pagal galimybes anteną reikia montuoti ant ne trumpesnio nei parašyta laido ir toliau nuo visokių radijo bangoms trukdančių (karbono, metalo) medžiagų.

  • Harmonikos, filtrai:
    Kiekviena siųstuvo/antenos kombinacija be savo pagrindinio dažnio spinduliuoja ir kitais. Dažniausiai tai – kartotiniai dažniai (pvz. 1.2GHz įranga triukšmaus ir 2.4GHz dažnių ruože, taip pat gali būt pastebima ir 5.8GHz, bet labai nedaug). Vienas paveiksliukas kaip pavyzdys:

    Ką mes jame matome:

    • horizontali skalė – dažnių juosta, nuo 800MHz iki 2.2GHz
    • vertikali skalė – signalo stiprumas
    • didelis “spyglys” kairėje – tai dažnis, kuriuo nustatytas siųstuvas
    • mažesnis “spyglys” dešinėje – antrinė harmonika

    Pavyzdyje naudojami šiek tiek kiti dažniai, tai valdymo diapazonas neužkabinamas, bet… Dažnai būna ir kitaip. Dažna situacija – valdymas 2.4GHz (užimtas 2400-2480MHz ruožas) ir pasistato 1.2GHz siųstuvą. Jei tą siųstuvą nustatyti sakykim 1220MHz dažniui – tai kaip tik su antru spygliu pataikysim į 2440MHz – prašom, valdymas tuo tikrai neapsidžiaugs.
    Anksčiau jau minėjau, kad geriausias būdas pasiekti dideliems atstumams – tai geros antenos, o ne galios didinimas. Čia dar vienas papildomas argumentas – kodėl – didinant galią, didėja ir tų “nereikalingų spyglių” dydis, t.y. dar smarkiau užteršiami kaimyniniai dažniai. Jei tas “antras spyglys” pataikys į valdymo diapazoną – tai, esant mažiems galingumams, jis pradings triukšme, valdymas jį nufiltruos ir viskas tuom baigsis.
    Bet jei galingumai didesni – tai video siųstuvo signalas (tiksliau, jo harmonikos) tiesiog užstos visą valdymo signalą ir… Rezultatas kai kam jau žinomas.
    Kad to neturėtumėme, yra dedami filtrai (turbūt teko girdėti “LPF – Low Pass Filter” arba “Notch filter“) – juos galima nusipirkti arba pasidaryti. Tai nėra sudėtingas įrenginys – viskas, ką jis daro – stengiasi sumažinti triukšmų kiekį aukščiau jam užduoto diapazono (arba žemiau, jei tai “High-pass-filter“), kuo mažiau paveikiant originalų signalą.
    Papildoma priemonė (arba alternatyva) – komponentų atskyrimas, aptartas ankstesniame skyrelyje. Kuo toliau komponentai yra vieni nuo kitų, tuo mažiau jie vieni kitus veikia – atitinkamai, tuo mažesnė įtaka. Taip pat, kai kurie komponentai (pvz. frsky kai kurie 8ch imtuvai) tokius filtrus turi savyje, todėl atskyrimo pilnai pakanka daugumai normalių atvejų.
    Nepamirškite, kad be jūsų aplink taip pat pilna visokių GSM bokštų, TV retransliatorių, WiFi access pointų, automobilinių signalizacijų ir dar gausybė įvairiausių įrenginių, kurie be savo pagrindinio dažnio paprastai “triukšmauja” ir kitais diapazonais – kartais nuo tokių “triukšmingų” kaimynų galima apsisaugoti filtrais, o kartais, deja, tenka nešdintis kitur….

  • Reziumuojant, ko reikia norint turėti maksimalų atstumą:
    • kokybiškos antenos dažniausiai yra kur kas geriau, nei galingas siųstuvas
    • būtina išlaikyti atstumą tarp “triukšmaujančių” komponentų
    • reikia naudoti vienodo tipo antenas ir jas atitinkamai pozicionuoti
    • jei įranga pati nesugeba filtruoti pašalinių trukdžių – reikia naudoti filtrus

Dažniai, tinkamos įrangos pasirinkimas:

Dažnai naujokams kyla klausimų – kokius dažnius pasirinkti, kodėl būtent tokius ir ką kodėl? Pamėginsiu trumpai papasakoti, , ką mes galime naudoti Lietuvoje.
Yra išskirti tam dažnių diapazonai, daugumos iš jų dažniai yra identiški visame pasaulyje, bet dalis skiriasi. Didžioji dalis dažnių yra paskirta komercinėms, karinėms paslaugoms (transportas ir t.t.), maža dalis – išskirta radijo mėgėjams ir dar mažesnė dalis – palikta taip vadinamam nelicencijuojamam dažniui (ISM – industrial, scientific and medical). Nors didžioji dalis dažnių yra tinkama visam pasauliui (turbūt būtų nelogiška, jei GPS dažnis skirtųsi Amerikoje ir Afrikoje, taip?), bet dalis iš jų yra specifiniai kontinentui ar netgi konkrečiai šaliai.
Maža to, visi mums prieinami dažniai turi tam tikrus galios apribojimus – jei dažnis nelicencijuojamas, tai dar nereiškia kad galime pasistatyti belenkokį siųstuvą ir ten daryti betvarkę ;-) Galia skaičiuojama dvejopai (paprastai būna nurodoma, apie ką mes kalbame) – EIRP (paprastai kalbant – išspinduliuojama galia, kurią galima paskaičiuoti pagal siųstuvo/antenos kombinaciją – ir norint būti legaliu paprastai neužtenka mažos galios siųstuvo) bei tik siųstuvo galia (kas mūsų atveju paprastai yra geriau – nes kokybiškos antenos leidžia su ta pačia galia pasiekti kur kas geresnių rezultatų).
Taigi, kadangi įrangą dažniausiai visi perka, o ne gaminasi savo, tai pasirinkimas ne toks ir didelis:

  • 433MHz ISM ruožas. Naudojamas visur, kur tik įmanoma, užterštas belenkaip ir šiaip, mums įdomus tik dėl to, kad jį naudoja LRS ir/ar telemetrija. Mums neaktualu pakol neviršysim 5km+ atstumo.
  • 868MHz ISM ruožas – dalis telemetrijos (sakykim, 3DR telemetrijoje naudojami HopeRF moduliai) naudoja šį ruožą. Galioja tik Europoje. Mums neaktualu, pakol nėra poreikio turėti LRS + telemetriją su labai dideliais atstumais.
  • 2.4GHz diapazonas – valdymas…. Manau šitą žino dauguma – populiariausi šiai dienai parduodami valdymo moduliai yra būtent 2.4GHz. Viskas būtų puiku, jei tame ruože būtų tik valdymas – bet ne, čia krūvomis yra sušokę dauguma WiFi AP, visokie “peraugę” bluetooth ir krūva kitos įrangos… Miestuose šis diapazonas naudojamas tik tuo atveju, jei yra labai gudrus skaitmeninio filtravimo ir dažnių paskirstymo (Frequency Hopping – FH) procesorius, kaip dažnis video transliacijai nelabai tinka – daug triukšmo, be to, atvykę paskraidyti su draugais turėsite problemų – arba jūsų video “užmušinės” kitų valdymą, arba valdymas trukdys video… Arba ir tas, ir anas ;-)
    Kaip dar vieną pliusą galima paminėti nemažą galios limitąFH – to dažniausiai užtenka 5km+ ryšiui, naudojant normalias antenas
  • 5.8GHz diapazonas – video. Viskas lyg ir neblogai – dažnis santykinai neužterštas, antenos – mažytės, bet…
    • 5.8GHz nelabai sugeba pramušti kliūčių. Pavieniai medžiai – ne problema, bet gelžbetonio pastatas – jau blogai
    • dėl savo didelio dažnio – šis diapazonas labai jautrus visiems atsispindėjusiems signalams. Būtent dėl to čia “apskritiminės poliarizacijos” antenos ir duoda fantastiškus rezultatus – jos padeda nufiltruoti atspindžius, taip labai pagerinant naudingo signalo išskyrimą
    • dar viena liūdna dalis – legalūs galingumai… RRT šiuo atveju nesismulkino ir… Situacija šiek tiek geresnė nei vakaruose (25mW EIRP), bet ne tiek ir daug…

    Visa tai turint omenyje, reziumuojant galima pasakyti – 5.8GHz labai geras dažnis, jei skraidoma laukuose ir pamiškėse – mažytės antenos, pakankamai daug kanalų, maži imtuvai – visa tai yra labai didelis pliusas. Atstumo rekordas iš RCG – 18km+, naudojant 200mW siųstuvą, realiomis sąlygomis ramiai pasiekiami 5km (net nereikia trackerių ar pan. įrangos), bet toliau – jau sudėtinga.

Ne tiek ir daug pasirinkimo, ane?

Ką gi, jei to mažai, yra kita alternatyva:

  • Skambinam į RRT, užsirašom egzaminui
  • Šiek tiek pasimokinam – “Lietuviškai” kategorijai ten daug nereikia, manau pora vakarų praleidus visi sugebės išlaikyti
  • Keliaujam į RRT, sumokam 7Lt (nors gal kainos ir pasikeitė, seniai laikiau), išsilaikom egzaminą, gaunam šaukinį ir…
  • …patampam legaliu radijo mėgėju, kuris jau gali legaliai naudoti dar kelis papildomus dažnius ir (!) kitus galios apribojimus

Apie tuos variantus, kai idiotai pasiima 2W+ 0.9GHz siųstuvą ir išeina skraidyti geriau nekalbėkim. Būtent dėl tokių personų tie dažnių apribojimai ir užsiraukia, būtent dėl tokių kaušų aplinkinių požiūris į skraidančius ir būna neigiamas. Yra ir kitas kraštutinumas – M&M požiūris, kad visi skraidantys su 1.2GHz yra nelegalai ir RRT nori gaut IP (lygtais IP kažką įrodytų – galiu duot savo IP, lygiai taip pat neslepiu, kad skraidau 1.2GHz diapazone – ką tai pakeis?) – tai mes pabūkim protingi ir eikim per viduriuką, tegu kraštutinumai ir lieka “kraštiniams” ;-)
Taigi, gavus šaukinį mes turim dar kelis dažnius (ir kelis įsipareigojimus, iš kurių vienas yra šaukinio (callsign) nuolatinė transliacija – tą nesunku padaryti su OSD). Mus dominantis dažnis (galioja LT, turint lic.) – 1240–1300 MHz, to pilnai užtenka, kad sutilptų 6 skraidantys ir dar liktų vietos kokiam nors išsiderinusiam siųstuvui ;-)
Privalumai ir trūkumai:

  • + santykinai neblogai “pramuša” medžius, pastatus.
  • + nėra tokios būtinybės filtruoti atspindžius (nors privalumų tai tikrai duoda) – tas leidžia naudoti labai didelio stiprinimo antenas su tiesine poliarizacija
  • – griozdiškos antenos, didžiuliai VTX
  • – generuoja aukštesnio dažnio harmonikas, kurios mažina valdymo diapazoną
  • – būtinas atskyrimas nuo kitos įrangos (žr. ankstesnį postą)
  • + santykinai didelė leidžiama galia (vėlgi – tam reikia licencijos)
  • + nemažas vidutinės galios siųstuvų pasirinkimas

Taip – tai geriausias pasirinkimas tuo atveju, jei norima skristi labai toli (R. Montiel nuskrido 222km su < 1W siųstuvu), ar norima skraidyti tarp medžių.
Bet aš tikrai nerekomenduoju naudoti 1.2GHz ruožą pradedantiems, taip pat tiems, kurie neturi tam licencijos. Yra daugybė niuansų, kuriuos reikia suprasti ir perprasti prieš tai, kai pradėsite išnaudoti visus 1.2GHz teikiamus privalumus. Pradėkite nuo 5.8GHz mažos galios siųstuvo, išspauskite iš jo viską, ką galima ir tik tada….

Neabejoju, kad bus klausimas – o kodėl gi negalime paimti paprastų antenų, prie imtuvo prikabinti kelių stiprintuvų ir gauti gerą rezultatą, nenaudojant didelės galios siųstuvo ar super-antenų?
Atsakymas labai paprastas – aplinkinio triukšmo lygis (en. Noise Floor). Mes negalima silpno signalo stiprinti begalę kartų, nes kartu stiprinsim ir aplinkinius triukšmus (natūrali radiacija, WiFi, visokie nečėsėliai su 5W siųstuvais nesuprantantys ką daro ir pan.) – ir greit pasieksime tokią situaciją, kad to silpno signalo nebeišeis išskirti iš aplinkinio triukšmo…

Antenos – pavyzdžiai, pasirinkimas:

Galima paminėti populiariausias pas mus (FPV/valdymas) naudojamas antenas, kartu su jų tipiniu panaudojimu:

 

  • Tiesinė poliarizacija:
    • Monopole – pati paprasčiausia antena, kokią tik galima sugalvoti. Dažniausiai naudojama 1/4 bangos ilgio antena, kas leidžia turėti labai kompaktiškas ir mažas antenas. Tokio tipo anteną tikrai visi matė – tai tas pats “plastikinis spyglys” ant siųstuvo (nors kartais ten būna dipole), imtuvo antenos.
      • + maži gabaritai
      • + labai paprasta konstrukcija – tai gali būti viso labo tinkamo ilgio vielos gabalas
      • + mažas svoris – galima pritaisyti bet kur – ant sparno, ant multicopterio kojų ir t.t.
      • – korektiškam veikimui reikalingas savotiškas ekranas (en. groundplane) – siųstuvo atveju tai atlieka žemė, lėktuve deja to nebėra
      • – stiprinimas, nedidelis (~5dBi naudojant teisingai)
      • – net ir tokios paprastos konstrukcijos kiniečiai nesugeba padaryti teisingai, labai daug antenų yra visiškai netinkamo ilgio (net ir įskaičiavus pataisymus dėl plastiko ir t.t.)
    • Dipole – šiek tiek sudėtingesnė monopole versija – ten ekranas (groundplane) nebėra būtinybė, todėl antenos labai tinkamos naudoti ir ore. Bet visa tai irgi neduodama “už ačiū:
      • + maži gabaritai
      • + labai paprasta konstrukcija, kurią galima pritaisyti kur tik patinka
      • + kai kurios modifikacijos (Vee pvz.) turi kryptingumą, kas padidina antenos efektyvumą tam tikra kryptimi -> didesni atstumai
      • – stiprinimas dar mažesnis nei monopole (~2dBi su 1/4 bangos ilgio dipole)

      Pačią anteną tikrai teko matyti vienur ar kitur (kai kurių siųstuvų antenos, TV “zuikio ausys” ir pan.).

    • Patch antenos – plokštė. Labai geras variantas, kai reikia kažko labai paprasto ir su dideliu stiprinimu. Bet vėlgi, ne viskas už dyka…
      • + labai paprasta konstrukcija – turint skardos žirkles ir gražtą galima pasidaryti per valandą
      • + nemažas stiprinimas (labai priklauso nuo kt. parametrų, bet dažniausiai 9dBi+ – manau nesunkiai išsiskaičiuosite atstumų skirtumą turint informaciją iš pirmo posto)
      • – labai didelė priklausomybė nuo ekrano (groundplane). Norint kad tokia antena gerai veiktų – ją reikia montuoti ant žemo trikojo (žemė tokiu atveju veikia kaip ekranas), o tai dažnai būna nepatogu
      • – antena yra kryptinė – tai reiškia, kad jei skrisite jai “už nugaros” – gausite labai mažą stiprinimą. Norint naudotis tokia antena reiks ją nukreipti tiesiai į lėktuvą/copterį (tiksliau, ne visai “tiesiai” – efektyvus veikimo kampas yra ~65°)

      Tokią anteną tikrai pamatysite FPV’erių susirinkimuose

    • Yagi tipo antenos – labai geras stiprinimas (20dBi+), bet labai didelis kryptingumas – t.y. reikia labai tiksliai nutaikyti anteną į lėktuvą, kad gauti tą gerą stiprinimą. Naudojama kai atstumai būna labai dideli
    • Krūva antenų su papildomais groundplane – tokių antenų prigalvota labai daug, visų neišvardinsi. Kaip pavyzdį galiu paminėti turbūt visų matytą satelitinę anteną – “bliūdas” su “galvute” (kuri iš tikro yra ir bangolaidis, ir antena).
  • Apskritiminė poliarizacija:
    Vėlgi, visų antenų išvardinti nepavyks, bet dalį dažniausiai sutinkamų pasistengsiu. Kaip minėjau, pagrindinė priežastis dėl ko mus domina tokio tipo antenos – atspindžių atmetimas. Mažiau triukšmo, švaresnis signalas – didesnis atstumas.
  • CL/SPW – turbūt kelių “ne naujokų” žinomi “[url=https://www.google.com/search?oe=UTF-8&q=cloverleaf%20skew%20planar&um=1&ie=UTF-8&hl=en&tbm=isch&source=og&sa=N&ta Pradėkim nuo TX:
    • originali dipole ant TX labai gerai tinkama skraidyti į visas puses aplink, bet mums reikia atstumo.
    • Visokie yagi yra labai gerai dideliems atstumams, bet yra per daug kryptingi – jei lėktuvas yra šone, tai jie visiškai nieko negaudo, kas yra labai pavojinga
    • įvairūs BiQuad’ai, Double BiQuad’ai aišku yra labai gerai, bet jie turi savaip apribotą kryptingumą – už antenos beveik nėra ryšio, be to stiprinimas nėra iš geriausių. Double BiQuad stiprina pakankamai, bet jo “matymo kampas” yra per siauras, kad patogiai naudot ant rankose laikomo TX…

    …. todėl pasidarom naują anteną. Mums reiks:

    • gabaliuko folijuoto tekstolito (storis nesvarbu)
    • 1mm vielos (tinka 0.8-1.4mm – plonesnė viela – geresnis stiprinimas, bet reikia tiksliai pataikyti su matmenimis; storesnė – blogesnis stiprinimas, bet net ir kreiva antena veiks patenkinamai)
    • kabelio su SMA jungtimi
    • plastikinių varžtų, arba kokio nors medžio gabaliukų. Arba galima apsieiti ir be to…

    Darbų eiga (trukmė – apie valanda laiko):

    • Iš tekstolito išpjaunam 100x140mm gabaliuką. Apšveičiam, kad nebūtų aštrių kraštų, variuotą pusę apdorojam smulkiu švitru kad nusivalytų apnašos.
    • Pamatuojam turimo laido storį, be išorinio šarvo. Aš naudojau LMR195 kabelį, tai vidinis diametras (vidinės gyslos su šarvu – t.y. tai, kas lieka kai nulupama ta juoda apsauga) buvo berods 4mm. Tekstolito centre grežiam tokio diametro skylę. Apvalytas nuo išorinės izoliacijos kabelis turi lysti standžiai į tą skylę ir neklebėti (kas nori padaryti dar “kiečiau” – susiraskite varinio vamzdelio su vidiniu diametru kaip kabelis be izoliacijos ir įlituokite jį į tą skylę).
    • Nuvalom 17.5mm išorinės izoliacijos nuo kabelio. Nupjaunam dar ~0.5-1mm šarvo nuo viršaus ir nuvalom tą mažą gabaliuką nuo izoliacijos, kad išlystų vidurinė gysla. Kišam tą nuvalytą galą pro skylę plokštėje, taip, kad tas nuvalytas galas būtų išlindęs folijuotoje pusėje. Jei viskas padaryta teisingai – bus maždaug 15mm atstumas nuo plokštės iki šarvo viršaus, ~16mm atstumas nuo plokštės iki išlindusio centrinio spyglio. Su lituokliu prikabinam šarvą prie plokštės, taip pat apalavuojam viršų, kad jis neišsiskleistų (kaip rašiau anksčiau, galima dėti varinį vamzdelį kartu su šarvu – problema tik ta, kad sudėtinga rasti plonasienį vamzdelį). Lituojant kabelį – atsargiai, kad neperkaitinti iš neišlydyti vidinės izoliacijos. LMR’iniai kabeliai pakankamai atsparūs karščiui, bet jei ten bus koks RG58 ar pan. – jie labai greit lydosi…
    • Atpjaunam 123mm ilgio vielos gabaliukus, ištiesinam (aš naudoju 1mm pasidabruotą vielą iš čia – jinai nėra niekuo ypatinga (antenoms), bet labai lengvai lituojasi, bei nesioksiduoja ore). Pasiimam kažką apvalaus ir apsukam vielą, stengiantis tai padaryti lygiai. Rezultate – turi gautis pora žiedų.
    • Padedam žiedus ant plokštės, kad nesujungti galai remtųsi į kabelį. Pasižymim, kur yra priešinga pusė (arba – kraštai, jei norisi dar labiau sutvirtinti). Ten klijuojam 15.4mm aukščio medinius pagaliukus (arba įsukam plastikinius varžtus, jei tokių yra – su tokiais dar lengviau reguliuoti aukštį). Prie pagaliukų viršaus pritvirtinam žiedus, kad jų nesujungtos pusės būtų ant kabelio viršaus.
    • Sudėtingoji dalis – sulituot viską į krūvą… ;-)
      Dabar taip – du laidus nuo žiedų, ateinančius iš apačios – lituojame prie išlindusios vidurinės gyslos. Jei žiedeliai prieš tai jau buvo įtvirtinti (klijais ar kt. priemonėmis) ant atramų – tai bus labai paprasta. Du likusius galiukus prilituojame prie šarvo, stengiantis kad jie būtų kiek įmanoma arčiau vidurinės gyslos (bet jos neliestų!).
    • Anteną nupučiam laku (arba nuterliot kokiais dažais, nes varis labai greit oksiduojasi), ten kur kabelis išlenda kitoje plokštės pusėje – užtepam CA ar karštais klijais, kad būtų tvirčiau

    Su TX antena reikalai baigti, rezultatas maždaug toks:

    Papildomai apie gamybą/matmenis galima pasiskaityti čia.
    Pagrindinis tokios antenos privalumas – santykinai didelis kryptingumas (ir stiprinimas), bet kartu ir sugebėjimas “spinduliuot aplink” – t.y. aš galiu neatsisukant į lektuvą skraidyti maždaug kilometro spinduliu ir vis tiek turėti signalą, kas yra patogu laukuose. O jei reikia atstumo – užtenka atsukti anteną į lėktuvo pusę ir…

    RX antenų gamyba dar paprastesnė. Mums reiks:

    • 0.7-1.4mm vielos (analogiškai TX antenai – kuo plonesnė, tuo geresnis stiprinimas, bet ir reikalauja didesnio tikslumo)
    • Mažyčio gabaliuko spausdintinės plokštės
    • Kelių kabelių su u-fl jungtimis. Tinka – senos FrSky antenos, arba galima tiesiog nusipirkti kažką panašaus, tai bus labai ilgi kabeliai ir antenas bus galima padėt kur tik patinka.

    Darbų eiga (trukmė 15min. ar netgi mažiau, jei PCB nereikia pjauti):

    • Apsisprendžiam, ko mums reiks iš tolimų antenų – reikia pasirinkti vieną iš dviejų – didesnį atstumą, ar geresnį atsparumą visokiems pasivartymams ore. Pasirinkimo skalė – nuo 180° (maksimalus atstumas) iki 90° (minimalūs trukdžiai). Atstumo skirtumas – ketvirtis, na gal trečdalis nuo maksimumo… Protingas pasirinkimas būtų maždaug 120° – tai būtų neblogas kompromisas
    • Priklausomai nuo pasirinkimo pjaunam “Y” arba “T” raidę iš tekstolito. Raidės “plotis” – 2-3mm, išsiskečiančių kojų ilgis – ~4mm, pagrindo kojos ilgis – ~6mm, “T” raidė – tai “180°” kampas, max atstumas, jei pasirinkote mažiau – tai “Y” raidės išsiskėtimas – pasirinktas kampas. Tokių raidžių reiks dviejų (gabaritai iš tikro nelabai svarbūs – ta “T” ar “Y” raidė – tai tik tam, kad antena būtų tvirta ir neišsiskėstų)
    • su dremeliu, dilde ar tiesiog peiliu nuvalom varį nuo didžiosios kojos ir kojų sujungimo. Varis lieka tik ant trumpesnių kojų, per vidurį nesusijungia
    • iš turimos vielos išpjaunam keturis tiesius gabaliukus – 28.2-29.5mm ilgio. “T” raidės (180°) atveju – 29.5mm, 90° “Y” raidės atveju – 28mm ar pan. Siūlau tiesiog atsikirpti 30mm gabaliukus ir su dilde po truputį trumpinti, kol jie pasieks reikiamą ilgį. Kuo tiksliau – tuo geriau.
    • prie turimų raidžių trumpesnių kojų prilituojam po pagaliuką. Jie turi nesiliesti centre, bet atstumas turi būt mažas.
    • Nuo turimo kabelio/antenos (jei naudojama sena FrSky antena – tai nukerpam tą išlindusį galiuką be šarvo) nuvalom kokius 3mm išorinės izoliacijos, susukam šarvą į vieną pusę. Nuvalom kokius 2mm vidinės izoliacijos. Apalavuojam ir niekur neskubant, ramiai, prilituojam prie mūsų turimos Y raidės. Gaunam maždaug tokį vaizdelį:

      Kam kyla klausimų – gali dar pasinaudoti ir šiuo piešinuku, tiesa, ten matmenys kitokie (1.2GHz):
    • uždedam mažus gabalėlius termokembriko, kad viskas tvirtai laikytųsi, arba tiesiog priklijuojam (tik nereikia persistengt su klijų kiekiu):
    • …montuojam ant lėktuvo ir skrendam. Viena antena – žiūrinti į priekį, kita – atgal, dar galima pakreipti keliais laipsniais žemyn. Montavimo pavyzdys:

    Su tokiu variantu (ir 90° antenomis) pasiekiau 12km. Su tiesiomis dipole – 15km. Nėra taip blogai su paprastu 2.4GHz? 15km DVR įrašo neturiu, o va 10km+ galiu parodyti (aukštis – kairėje viršuje, atstumas – viršuje centre). Taip pat, toks setupas neblogai “muša” ir debesis. 2km+ sluoksnio nepavyko pramušt, bet mažiau – be didesnių problemų, su tomis pačiomis Vee (kad būtų saugiau).

    Mažai? Jokių problemų, paprasti dobiliukai pagelbės – vien su jais jau turėtumėt pasiekti 8km, o jei dar ant imtuvo užsidėti crosshair, tai ir visi 20km su originaliu, neboostintu FrSky neturėtų būt didelė problema. Bet taip nebelieka vieno labai didelio privalumo – patogumo. Aukščiau išvardintos antenos yra labai paprastos – “plokščios”, nesunkiai (ir labai greit) padaromos, neužima daug vietos, per daug nesipriešina oro srautui. Visos antenos su apskritimine poliarizacija – erdvinės, taigi – bus didelės, griozdiškos ir (kas labai tikėtina) trapios – bus suplotos per pirmą pakavimą į auto bagažinę.

TBD apie radiation patternus

konvertinau iš bbcode į HTML, tai gali būt kad liko klaidų…

Loading Facebook Comments ...

One thought on “Antenos, antenos, antenos… Pagrindai ir praktiniai patarimai

  1. SolX

    I must say you have high quality articles here.

    Your content should go viral. You need initial boost only.
    How to get massive traffic? Search for; Murgrabia’s tools go viral

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *