Твой первый квадрокоптер: теория и практика - [17]
Существуют и другие параметры антенн, но для начинающего моделиста они не имеют принципиального значения. Что касается самостоятельной разработки антенн, то это очень сложный процесс, требующий глубоких профессиональных знаний, а также наличия специального измерительного оборудования для тестирования и настройки. Если вы этим набором не обладаете, то лучше не терять время зря и приобретать готовые антенны, либо изготавливать несложные и многократно проверенные конструкции.
Рассмотрим основные типы антенн, применяемых в аппаратуре радиоуправления диапазона 2,4 ГГц и каналах видео- и телеметрии.
Ненаправленные антенны
Наиболее распространенными ненаправленными антеннами являются штыревая и коллинеарная. В стандартной поставке передатчик радиоуправления комплектуется простейшей штыревой антенной, похожей на те, которые используются в недорогих Wi-Fi-роутерах. Антеннами такой же конструкции, но на диапазон 5,8 ГГц могут быть оснащены передатчики и приемники видеоканала.
Антенна этой конструкции является полуволновым вибратором, запитанным в середине (рис. 2.12). Одна часть вибратора состоит из четвертьволновой трубочки, через которую проходит кабель. Оплетка кабеля припаяна к концу этой трубочки. Второй частью вибратора является четвертьволновая центральная жила кабеля, свободная от оплетки экрана.
Рис. 2.12.Штыревая антенна передатчика и ее внутреннее устройство
Иногда в оборудовании применяются так называемые коллинеарные антенны, состоящие из нескольких излучающих элементов, последовательно соединенных через фазовращатели. В этом случае антенна занимает всю длину кожуха (рис. 2.13). Поэтому надо быть аккуратным при замене сломанной антенны и предварительно проверить внутреннее устройство заменяемой антенны, чтобы обеспечить полноценную замену.
Рис. 2.13.Двухдиапазонная ненаправленная коллинеарная антенна и ее внутреннее устройство
Примечание
Несмотря на то, что стандартные антенны от оборудования Wi-Fi визуально совпадают с антеннами для передатчиков радиоуправления, у них может различаться сопрягаемая часть разъема. Различие показано на рис. 2.14. Однако даже в оборудовании Wi-Fi одного производителя могут применяться как прямые, так и обратные пары "штырь — гнездо" в антеннах! Например, в оборудовании Zyxel WiMAX MAX-206 антенны со штыревой частью, совместимые с модулями передатчика Orange Tx, а в некоторых моделях Zyxel Keenetic разъемы инверсные. Поэтому, собираясь заменить сломанную антенну передатчика визуально похожей, убедитесь в совместимости разъемов.
Рис. 2.14. Разъемы типа SMA антенны с гнездовой (1) и штыревой частью (2)
Примечание
Недобросовестные китайские поставщики зачастую злоупотребляют внешней схожестью антенн для роутеров и антенн для аппаратуры радиоуправления. Более того, иногда в такой же корпус помещают спиральные антенны диапазона 433 МГц для модулей телеметрии. Нельзя приобретать стандартные штыревые антенны, руководствуясь только внешним видом. Лучше лишний раз спросить продавца о рабочем диапазоне. Однако и это не застрахует вас от недобросовестных китайских продавцов, которые стараются продать любую внешне похожую антенну из имеющихся в наличии и уверяют, что это нужный вариант.
Чтобы определить рабочий диапазон без применения специального оборудования, можно аккуратно разобрать антенну и измерить длину четвертьволнового вибратора: для диапазона 2,4 ГГц — 1/4λ = 31 мм; для диапазона 5,8 ГГц — 1/4λ = 13 мм. В бортовых приемниках радиоуправления для экономии веса обычно используются штыревые антенны в виде кусочка провода длиной 31 мм (1/4 длины волны 2,4 ГГц) или в виде центральной жилы экранированного провода, очищенной от экрана на эту же длину.
Малогабаритные антенны на диапазон 433 МГц обычно представляют собой спираль, подключенную к центральной жиле кабеля, и не содержат встроенного противовеса (рис. 2.15).
Рис. 2.15.Внутреннее устройство антенны на частоту 433 МГц
При построении видеоканала часто применяют антенны типа "клевер" (рис. 2.16). Они сочетают в себе круговую поляризацию излучения и почти шарообразную объемную диаграмму направленности. Это означает, что взаимное положение передающей и приемной антенны почти не будет влиять на качество сигнала. Количество лепестков антенны определяет равномерность диаграммы направленности. Чем больше лепестков, тем больше диаграмма похожа на ровный шар. Однако четырехлепестковая антенна тяжелее, поэтому ее ставят на наземное оборудование. Практический опыт множества моделистов также говорит о том, что применение четырехлепестковой антенны на земле более эффективно. Иногда встречается ошибочное мнение, что от количества лепестков зависит волновое сопротивление антенны, но это не так.
Рис. 2.16. Передающая и принимающая антенны типа "клевер"
Направленные антенны
Вариантов конструкции антенн направленного действия намного больше (рис. 2.17 и 2.18), чем ненаправленного. Причем, не всегда для создания направленной диаграммы применяется рефлектор. Эффект направленности может быть образован за счет формирования фазовых сдвигов напряженности электромагнитного поля в элементах конструкции и/или в пространстве вокруг антенны.
