Тестируем FPV антенны
В FPV хобби антенны являются одним из самых важных элементов, ведь именно они обеспечивают главное – связь между пилотом и дроном: управление и передача картинки осуществляется по радиоканалу. Однако проконтролировать качество антенны достаточно сложно, ведь для этого необходимо специализированное оборудование (векторный анализатор и анализатор спектра), которое для обычного хобби-пользователя попросту не нужно.
В нашем доступе как раз оказалось оборудование, которое позволило произвести замеры и сравнить характеристики антенн, которые удалось собрать. В этом обзоре делимся результатами измерений.
Дисклеймер
Оборудование, использованное при замерах, не применяется в сфере законодательной метрологии. Простыми словами – никто не может поручиться за точность показаний использованного устройства, оно не проходило поверку и остается только верить в честность указанных производителем характеристик. Также автор обзора не является профильным специалистом в данной области, поэтому воспринимайте нижеизложенный материал на свой страх и риск.
Используемое оборудование
Замер характеристик антенн производился с помощью следующих устройств:
1. Анализатор спектра Arinst SSA-TG R2
2. Направленный ответвитель Narda 30400
3. Измерительный мост коэффициента стоячей волны KSB 2700
4. Калибровочный набор 0-6 Ггц (SWR на 6 ГГц <= 1.02)
Немного теории
Максимально просто опишем саму методику измерений и измеренные параметры антенн. Задача антенны состоит либо в излучении радиоволн, либо в приеме радиоволн, либо оба этих пункта одновременно.
Для случая передачи радиоволн представим, что существует черный ящик (наш видеопередатчик, VTX), к которому подключена наша антенна. VTX генерирует сигнал и задача антенны максимально эффективно передать его в окружающую среду. Однако мир очень сложен и жесток, существует множество факторов, которые влияют на эффективность излучения сигнала антенной (кто хочет поподробнее, гуглит понятия «импеданс», «согласование антенны»). Для нас сейчас важно понимать, что в реальности антенна излучает в среду не 100% энергии сигнала, часть теряется. Причем у одной и той же антенны эффективность преобразования вкачиваемой в нее энергии в радиосигнал для разных частот – разная. Для количественного отображения согласованности антенны (для упрощения будем понимать его как эффективность антенны в качестве передатчика) существует параметр КСВ (коэффициент стоячей волны, по англ. SWR). Для идеально согласованный антенны значение КСВ = 1. С ухудшением характеристик антенны это значение растет вверх. На практике антенны, КСВ которых меньше 2 (двух), считаются приемлимыми, но чем это значение ближе к единице, тем лучше. Антенна с КСВ > 2 считается неэффективной.
Для принимающей антенны КСВ не является основополагающим параметром. Интересующимся можно гуглить «коэффициент усиления антенны», «диаграмма направленности», “поляризация антенны”, объяснение единиц измерерния dB и дальше по ссылкам. Мы в рамках обзора будем замерять силу сигнала, который будет принят антенной. С самим ходом испытания можно ознакомиться в видео по ссылке. Кратко – есть фиксированный радиопередатчик, передающий одни и те же данные с постоянной мощностью. На приемник устанавливаются разные антенны и замеряется сила сигнала, принятого антенной. Результат измерения будет представлен в единицах dBm c отрицательным значением. В условиях испытаний уровень шума радиоэфира был равен -87dBm. Соответственно, чем ближе к нулю относительно этого значения будет сила сигнала, принятого антенной, тем лучше.
Поехали! Антенны 868-900
На графике по оси Х расположены частоты радиосигнала, а по оси Y – значение SWR. Присутствуют два маркера – на частотах 5658 MHz и 5917 MHz. Это диапазон частот от канала VTX R1 до канала R8. Чем ближе к 1 это значение SWR в этом диапазоне, тем лучше.
ЭТОТ ТЕСТ ВАЖЕН ДЛЯ ПЕРЕДАЮЩИХ АНТЕНН И НЕСЕТ БОЛЬШЕ ИНФОРМАТИВНО-РАЗВЛЕКАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР ДЛЯ ПРИНИМАЮЩИХ АНТЕНН
TrueRC BARDpole 868 MHz UFL — отличная антенна на 868МГц, однако с очень узким диапазоном, на 900-915МГц уже неэффективна
FPVCYCLE MINIMORTAL T — неплохо согласована на 868МГц, но уже грани эффективности на 900МГц
TBS XF-Race Antenna 868MHz — как видим, маркировка антенны не соответствует частоте согласования. На частоте 915МГц отлично работающая антенна, однако с ультра-узким диапазоном. На 868МГц абсолютно бесполезная.
TBS Crossfire Immortal T V2 — Отличная антенна, но лучше согласована для частоты 915MHz
RC Антенны 2.4GHz
TBS Tracer Sleeve Dipole RX — аналогично другой диполи от TBS на 2.4 ГГц, отлично согласованная антенна
Video Антенны 2.4GHz
IBCrazy 2.4GHz LHCP Airblade — Отлично согласованная антенна. Хотелось бы увидеть билд с использованием ее в качестве передающей антенны!
True-RC SINGULARITY 2.4 V2 — Отлично согласованная антенна, но пик чуть съехал в район 2,38ГГц и ширина диапазона достаточно узакая
FuriousFPV Circular 2,4 GHz — Отлично согласованная антенна
Антенны диапазона 5.8GHz
TrueRC MX²-AIR 5.8GHz — отлично согласована в нижнем диапазоне частот (R1-R5) с немного ухудшающимся согласованием ближе к верхним частотам
FPV 5.8GHz Pagoda by Xenoff RHCP — хорошо согласована в верхнем диапазоне частот
FPV 5.8GHz Pagoda by Xenoff LHCP — хорошо согласована в верхнем диапазоне частот
Lumenier AXII UFL LHCP — отлично согласована на диапазоне R1-R6 с приемлемым ухудшением характеристик на R8
TrueRC Axii 5.8 RHCP UFL — отличная передающая антенна в диапазоне R1-R7 с ухудшением на R8
Lumenier AXII 2 Stubby 5.8GHz (RHCP) — отличное согласование с небольшим ухудшением в верхнем диапазоне частот
Lumenier AXII 5.8 SMA RHCP — одна из лучших передающих антенн в тесте – отличное согласование на всем частотном диапазоне.
RUSH Cherry 5.8 SMA RHCP — отличная передающая антенна в диапазоне R1-R5 с ухудшением на R7-R8
RUSH Cherry 5.8 Ufl RHCP — неплохо согласованная антенна на диапазоне R3-R8 ухудшением в начале диапазона (обе антенны на тесте). Избегайте R1/R2 каналов на гонке 🙂
EMAX Nano 50 мм 5.8G 3dBi FPV LHCP — неплохо согласованные антенны, учитывая компактный размер
FOXEER Lollipop v1 UFL LHCP — неплохо работающая антенна с завалом согласования в районе R8
Lollipop Micro RHCP — хорошая антенна с ухудшением на R8. Избегайте этого канала на гонках 🙂
SpiroNET small RHCP — хорошо согласованна в диапазоне R3-R8 с небольшим ухудшением в начале диапазона
SpiroNET big RHCP — хорошо согласована с провалом в районе R7-R8
DYS 5.8 RHCP — Средняя по согласованию антенна.
Foxeer 5.8 RHCP — «Темная лошадка» теста – отлично согласованная бюджетная антенна.
TBS Triumph Pro 5.8GHz (SMA) RHCP — хорошая антенна с близким к идеальному согласованием в районе R4. Идеально для дальнолета на F2.
TBS Triumph V1 5.8GHz SMA — одна из наиболее классно согласованных антенн на тесте.
TrueRC SINGULARITY 5.8 SMA RHCP — отлично согласована на диапазоне R3-R6 с ухудшением по краям диапазона. Хорошо подойдет для long range сетапа на F2.
TrueRC SINGULARITY 5.8 UFL RHCP — подозрительно низкая характеристика антенны именитого производителя. Хочется надеяться, что это дефект конкретного экземпляра (либо изъян измерений)
TrueRC SNIPER II 5.8 — RHCP — отлично согласованная антенна с небольшими ухудшениям в районе R4 и R8
ORT Cocktail 5.8GHz — LHCP — отлично согласованная антенна
TBS диполь 5,8Ghz ufl — cредняя антенна, тем не менее хорошо отрабатывающая свою цену и габариты. «Дешево-сердито» для ближних полетушек одному!
Измерение принимающих характеристик антенн
Для измерения принимающих характеристик был собран стенд с зафиксированной передающей патч-антенной. Принимающие антенны находились на одинаковом расстоянии от передатчика. Чем ближе к нулю измеренное значение, тем сильнее сигнал, принятый антенной (значение -40dBm лучше, чем -55dBm). К сожалению, для передачи RHCP и LHCP сигнала использовались антенны разных моделей, поэтому сравнивать напрямую две колонки между собой будет некорректно. Обратите внимание, как работает механизм поляризации сигнала – у большинства RHCP антенн сила принятого LHCP сигнала значительно ниже (и наоборот).
| Антенна | RHCP сигнал, dBm (TX TrueRC Sniper) |
LHCP сигнал, dBm (TX TrueRC MX2-AIR) |
|---|---|---|
| IBCrazy 2.4GHz LHCP Airblade | -47.6 | — |
| True-RC SINGULARITY 2.4 V2 RHCP | -43.2 | — |
| FuriousFPV Circular 2,4 ГГц | -52.1 | — |
| TrueRC BARDpole 868 MHz UFL | -33.7 | — |
| FPVCYCLE MINIMORTAL T | -57.7 | — |
| TBS XF-RACE ANTENNA 915MHZ | -47.2 | — |
| Диполь 2,4Ghz с разъемом sma | -70 | — |
| TBS CROSSFIRE IMMORTAL T V2 | -38.8 | — |
| TBS Tracer Sleeve Dipole RX | — | — |
| TrueRC MX²-AIR 5.8GHz | — | -32.1 |
| FPV 5.8GHz Pagoda by Xenoff Red LHCP | -52.4 | -41.2 |
| FPV 5.8GHz Pagoda by Xenoff Blue RHCP | -38.3 | -52.8 |
| Lumenier AXII UFL LHCP | -53 | -41.3 |
| EMAX Nano 50 мм 5.8G 3dBi FPV LHCP (2 антенны) | -51.7 | -47 |
| -46.9 | -49.6 | |
| TBS монополь 5,8Ghz ufl | -44.2 | -44.5 |
| TrueRC AXII 5.8 RHCP UFL | — | — |
| RUSH Cherry 5.8 MMCX (RHCP) | — | — |
| Lumenier AXII 5.8 MMCX RHCP | — | — |
| Lumenier AXII 2 Stubby 5.8GHz (RHCP) | -41.2 | -52.3 |
| Lumenier AXII 5.8 SMA RHCP | -43.6 | -56.7 |
| RUSH Cherry 5.8 SMA (2 антенны) | -41.3 | -48.9 |
| -39.7 | -53.6 | |
| ORT Cocktail 5.8GHz — LHCP | -54.3 | -43 |
| TrueRC SINGULARITY 5.8 SMA RHCP | -38.3 | -48.6 |
| TrueRC SINGULARITY 5.8 UFL RHCP | -40.7 | -58.6 |
| TrueRC SNIPER II 5.8 — RHCP | — | — |
| TBS Triumph Pro 5.8GHz (SMA) | -38.2 | -48.6 |
| TBS Triumph 5.8GHz V1 SMA RHCP | -38.2 | -52.8 |
| IBCrazy 5.8GHz 10dBic Crosshair | -31.6 | -47.7 |
| Foxeer RHCP | -38.3 | -53.2 |
| DYS RHCP | -54.5 | -64.4 |
| SpiroNET small RHCP | -31.1 | -43.7 |
| SpiroNET big RHCP | -27.7 | -37.8 |
| Lollipop UFL LHCP | -58.5 | -42.4 |
| Lollipop Micro RHCP | -45.6 | -47.4 |
| Rush Cherry UFL RHCP (2 антенны) | -38.8 | -52.3 |
| -39.7 | -53.6 |
Заключение
В заключение хотелось бы сказать, что результаты в целом соответствуют как ожиданиям, так и своей цене. Откровенно провальных антенн не выявлено, лично я отложил бы, разве что, антенну от DYS подальше.
Топ антенн от Droneband на дрон
1) Lumenier/TrueRC AXII — для гонок. Любой канал, полученный для очередного вылета будет хорошо согласован.
2) TBS Triumph Pro 5.8 для mid/long range полетов на канале F2 + TrueRC BARDpole 868 MHz UFL
Выбор Droneband для очков
1) TBS Triumph V1 / Lumenier AXII 5.8GHz SMA
2) IBCrazy 5.8GHz 10dBic Crosshair
3) RUSH Cherry 5.8GHz SMA
1 мысль о “Тестируем антенны для FPV”
This bad test. Very more connectors.