Typy antén a kritéria výběru
English 
Volba antény pro pozemní stanici
Směrové antény středního zisku
Výběr vhodné anténní soustavy je nejkritičtějším bodem v dosažení uspokojivého přenosu obrazu a o tom především FPV je. V následujících odstavcích najdete klíč ke správnému výběru anténní soustavy s ohledem na aktuální letové podmínky.
Krok 1 – lineární nebo kruhově polarizovaný systém?
Výhody kruhové polarizace oproti lineární byly již popsány. V průběhu posledních tří let se s výrobci i prodejci kruhově polarizovaných antén typu Cloverleaf a SPW (Skew-Planar Wheel) doslova roztrhl pytel, takže pro nejběžnější frekvence 2.4 a 5.8GHz si je můžete prostě koupit bez nutnosti domácího kutilství.
Náklady na pořízení kruhově polarizovaného anténního systému jsou vyšší, nebude si ho tedy zřejmě pořizovat úplný začátečník. V pásmu 5.8GHz je ale rušení způsobené interferencí s odraženým vlněním (multipathing) tak značné, že zde jsou kruhově polarizované systémy již výchozím standardem.
V následujících seznamech jsou výběrová kritéria seřazena podle priority. Pokud je pro konkrétní podmínky v dané situaci podmínka pravdivá, připočítejte bodové hodnocení kritéria za ním uvedené. Stačí porovnat bodový součet pro každý ze seznamů.
Lineárně polarizovaný systém použijeme zejména:
• při předpokladu zachování svislé osy modelu v prostoru (5b)
• při létání v otevřeném terénu bez překážek (4b)
• při létání úhlově dostatečně vysoko nad terénem (>20°) (4b)
• při umístění pozemní stanice v otevřeném terénu, zejména na vrcholu kopce (3b)
• při pokusech o dosažení extrémních vzdáleností (>5km) (3b)
• při užití frekvenčních pásem <2.4GHz, kde kruhově polarizované antény jsou rozměrné a těžké (2b)
• když chceme pořídit lacinější anténní systém (1b)
Kruhově polarizovaný systém použijeme zejména:
• při předpokladu častých odchylek modelu od svislé osy, např. akrobatickém létání (5b)
• při létání v členitém terénu, když se v okolí nacházejí rozměrné překážky a odrazné plochy, např. stromy či domy (4b)
• při létání úhlově nízko nad terénem (4b)
• při umístění pozemní stanice v členitém prostředí, např. na verandě nebo střeše domu (3b)
• při létání za částečně propustnými překážkami, např. stromy, mraky apod. (3b)
• při středních předpokládaných vzdálenostech modelu (<3km) (2b)
• když aerodynamický odpor antény není podstatný (1b)
Krok 2 – volba antény pro model
S ohledem na předpokládané změny polohy modelu v prostoru je nutné na model umístit vždy všesměrovou anténu. Na výběr máme tyto typy:
|
|
½-vlnný dipól Výchozí lineárně polarizovaný všesměrový typ se ziskem 2.15dBi, se kterým se všechny ostatní poměřují. |
|
|
Pigtail Lineárně polarizovaná anténa středního zisku 2.15dBi. |
|
|
V-anténa Vychází z ½-vlnného dipólu, jen ramena svírají úhel 90°-120° namísto 180°. Užívá se vyosený vstup koaxiálního kabelu. |
|
|
Cloverleaf anténa Kruhově polarizovaná anténa se třemi obloukovými segmenty a se ziskem 1.25dBi vhodná k dosažení středního dosahu. Skvělá anténa k všeobecnému použití z Alexovy dílny (IBCrazy), která se v současnosti stala asi nejrozšířenější kruhově polarizovanou anténou. |
|
|
Airscrew (dříve označovaná jako Cloverleaf Ultra) Vylepšená verze antény Clowerleaf s mírně vyšším ziskem 1.35dBi a zejména vyšším axiálním poměrem pro lepší příjem při přeletu modelu v blízkosti pozemní stanice. |
|
|
Skew-Planar Wheel V diskusních fórech se skrývá pod zkratkou SPW. Tato kruhově polarizovaná anténa se čtyřmi segmenty má relativně malý zisk 0.92dBi a nejhorší aerodynamické vlastnosti. |
|
|
Mad Mushroom Kruhově polarizovaná anténa, nejnovější invence vývojové dílny Alexe Greveho (IBCrazy) sestávající z pěti segmentů. |
Tyto všesměrové antény se vyznačují různě výrazným zeslabením zisku ve směru osy antény, které vede ke zhoršení příjmu až úplným výpadkům signálu zvláště při přeletech nad hlavou. V tomto směru asi nejlépe dopadají typy Airscrew a Mad Mushroom. Řešením je také mírné sklonění osy antény na modelu při předpokladu létání v tomto letovém prostoru, případně použití pokročilých anténních soustav se dvěma vysílači.
Krok 3 – volba antény pro pozemní stanici
Na straně přijímače je třeba rozhodnout, zda předpokládáme polétání s modelem v blízkém okruhu pozemní stanice, nebo se let bude odehrávat ve větší vzdálenosti a převážně v určitém prostorovém segmentu.
S anténami vyššího zisku dosáhnete spojení na větší vzdálenost, ale jsou směrové a jejich úhel užitečného příjmu je tím menší, čím vyšší je jejich zisk. Je třeba tedy pohybovat se s modelem v prostorovém segmentu pokrytém anténou nebo zajistit její navádění za modelem – manuálně nebo automaticky antenna-trackerem.
Řadě FPV letců vyhovuje anténa středního zisku 5-9dBi, která poskytuje zisk pro dostatečný dosah a model se současně snadno udrží v úhlu jejího efektivního příjmu např. prostým otáčením hlavy při umístění antény přímo na FPV-brýlích.
I když příjem kruhově polarizovaného signálu lineárně polarizovanou anténou je možný (s mírnou ztrátou), zpravidla tyto typy nemícháme a na obou stranách přenosového řetězce jsou antény buď lineárně, nebo kruhově polarizované.
Všesměrovou anténu na pozemní stanici použijeme zejména když:
• chceme létat v blízkém okolí pozemní stanice (<500m), např. v parku nebo na modelářském letišti
• upřednostňujeme jednoduchou a rychlou instalaci
• nechceme řešit okamžitou polohu modelu v prostoru a obtěžovat se např. směrováním antény otáčením se za modelem
Směrovou anténu středního zisku (5-9dBi) použijeme zejména když:
• předpokládáme polétání ve středním rozsahu (500 – 3000m)
• budeme létat především v určitém směru, např. před sebou
• předpokládáme hrubé směrování hlavy za modelem
Směrovou anténu vysokého zisku (>10dBi) použijeme zejména když:
• předpokládáme let do velké vzdálenosti (> 3000m)
• budeme létat úzce v určitém směru, např. za jistým cílem a pak přímo nazpět
• budeme používat automatický antenna-tracker
K připojení k přijímači se nabízejí tyto typy antén:
|
Všesměrové antény |
|
|
|
½-vlnný dipól |
|
|
Pigtail Lineárně polarizovaná anténa středního zisku 2.15dBi. |
|
|
obrácená V-anténa |
|
|
Ground Plane anténa (monopól) Monopól je variací dipólu, v níž je segment připojený k zemnícímu vodiči nahrazen teoreticky nekonečnou vodivou rovinou. |
|
|
Skew-Planar Wheel Špatné aerodynamické vlastnosti tohoto typu antény nejsou na straně přijímače na závadu, naopak s výhodou využijeme její výborné vlastnosti pokud jde o potlačení odraženého vlnění. |
|
|
Mad Mushroom Výhodou tohoto kruhově polarizovaného typu je solidní zisk cca 1.5dBi, extrémně široké pásmo umožňující použití jediné antény např. v celém rozsahu 1,1-1.5 MHz i dobré potlačení odraženého vlnění. Vysoký axiální poměr 0.73 pokryje dostatečně i problematický prostorový segment v ose antény. |
|
|
Virevent, Fan a Turbine |
|
|
Panelová anténa zisku 6-8dBi CP panelová anténa zisku 8dBi |
|
|
Yagi anténa o 3-4 segmentech |
|
|
Helixová anténa s 3-5 závity |
|
|
Moxonův obdélník |
|
|
Panelová anténa zisku >10dBi |
|
|
Mnohasegmentová Yagi anténa Při více jak 5 segmentech je její nevýhodou její velký mechanický moment setrvačnosti, který ji předurčuje k umístění jen na antenna-trackery s kvalitní mechanikou a silnými servy. |
|
|
Helixová anténa s více jak 6 závity |
|
|
BiQuad nebo Double BiQaud Speciální typ lineárně polarizované antény s vysokým ziskem 11dBi. Je odolná, ale zranitelnější než ještě kompaktnější panelové typy, ale nemá nevýhodu závislosti na poloze zemnící roviny. Dobře použitelná s antenna-trackerem. Existuje k ní málo informací a není dostupná komerčně, zřejmě proto je používaná velmi vzácně. Solidní popis konstrukce naleznete zde a použitelný online kalkulátor rozměrů anténních elementů tady. CP BiQuad |
|
|
Grid anténa |
Mnoho dalších užitečných informací najdete na Alexově blogu (uživatel IBCrazy). Věčné díky tomuto FPV nadšenci, neúnavnému testerovi a objeviteli, který do FPV praxe uvedl řadu typů antén a dále intenzivně pracuje na jejich vývoji!
