Antenne's en FPV antenne perikelen

Discussie in 'FPV (First person view)' gestart door SanderFPV, 15 mrt 2010.

  1. SanderFPV

    SanderFPV

    Lid geworden:
    11 feb 2010
    Berichten:
    1.568
    D'r schijnen nogal wat onduidelijkheden te zijn over antenne's en 't gebruik ervan voor FPV vliegen. Ik zal proberen in dit topic wat duidelijkheid te verschaffen over 't één en ander. Belangrijk is om je te realiseren dat antenne's feitelijk niet anders zijn dan reflectoren voor elektromagnetische straling. Je kunt dus prima 't vergelijk maken met een gloeilamp en een reflector, waarbij een gloeilamp zonder reflector een ideaal omnidirectioneel afstraalpatroon te zien geeft, en een gloeilamp voorzien van een reflector een directionele antenne. Uiteraard geldt ook hier de wet van behoud van energie, daarmee kan een antenne dus nooit een 10mW zender omtoveren in een 500mW zender. Maar zal een antenne met gain de elektromagnetische straling anders verdelen dan een antenne zonder gain, echter de netto afgestraalde elektromagnetische straling blijft gelijk.

    Omni directionele antenne's

    Dit zijn de standaard antenne's die vrijwel overal gebruikt worden, deze antenne's hebben over 't algemeen een gain die laag is (0 - 5dBi) en een afstraalpatroon dat veel lijkt om een donut, waarbij de antenne zelf door 't 'gat' van de donut steekt. Hoe meer gain (in dBi) een omnidirectionele antenne heeft hoe platter de donut en hoe dieper het gat. Dit 'gat' wordt ook wel een 'antenna null' genoemd en geeft feitelijk aan wat er gebeurt als de antenne zo gericht wordt dat de ontvanger zich in 't verlengde van 't gat bevindt, er is dan maximale demping en minimaal signaal.

    Voor FPV vliegen is het zaak dat de antenne op de audio/video zender op 't FPV model zo omnidirectioneel mogelijk is en kwa afstraalpatroon zo goed mogelijk de donut benaderd, dit betekent dat de gain zo laag (!) mogelijk moet zijn, een antenne met gain toepassen op 't FPV model is dus geen goed idee. Bij een omnidirectionele antenne die de donut vorm zo goed mogelijk benadert zal bij verandering van de positie van het FPV model ten opzichte van de ontvangst antenne er niet veel verlies van signaal plaatsvinden (b.v. bij rollen, klimmen, etc.), behalve als met 't FPV model dusdanig draait of rolt dat 't gat van de donut in de richting van de ontvangst antenne wijst.

    Kortom, kies voor de antenne van de audio/video zender een zo omnidirectioneel mogelijke antenne met zo min mogelijk gain, zodoende heb je optimaal resultaat in wat voor positie je FPV zich bevindt.

    Flat patch, Yagi en andere antenne's

    Een flat patch of een andere soort antenne met een gain >0 heeft altijd een directioneel karakter, het is netzoiets als een reflector voor een gloeilamp zetten, je bundelt het licht uit de gloeilamp. In het geval van de directionele antenne hebben we 't echter over elektromagnetische straling (een elektromagnetisch veld om precies te zijn) en niet over licht (fotonen).

    Een antenne heeft over 't algemeen een gain >0, dus zelfs al zou een flat patch aan de achterkant een gain hebben van 0dBi dan zou deze daar nog een signaal kunnen ontvangen, hij is niet 'doof' aan de achterkant. De bepalende faktor is namelijk niet de antenne, maar de ontvanger die erop aangesloten is. De gevoeligheid daarvan bepaalt of het ontvangen signaal groot genoeg is om een bruikbaar beeld in de videobril te geven.

    Een doorsnee audio/video ontvanger op 2.4GHz heeft een gevoeligheid van -80dBm. Dit betekent dat deze signalen tot pakweg -80dB nog kan ontvangen. Stel nu 't volgende scenario:

    - Je vliegt achter je patch antenna langs
    - Achter je patch antenne is de gain van de antenne 0dBi
    - Je gebruikt een 10mW (+10dBm) videozender
    - De gevoeligheid van de ontvanger is -80dBm

    Als je op enkele meters achter de flat patch langsvliegt dan krijgt de ontvanger iets minder dan +10dBm voor z'n kiezen, de gain van de antenne is namelijk gelijk aan nul (0dBi). Da's duidelijk meer dan -80dBm, de minimale gevoeligheid van de ontvanger, dus je hebt normaal beeld. Verdubbel je nu deze afstand dan dan gaat hier 6dB vanaf (elke verdubbeling van de afstand laat een reductie in signaal zien van 6dB). In dit geval zit je op +4dBm, nog steeds > -80dBm, dus nog steeds beeld.

    Bij elke verdubbeling van de afstand snoep je d'r zo 6dB vanaf totdat je op een punt komt dat de demping (in dB) gelijk is aan de gevoeligheid van de ontvanger (-80dBm), nu heb je geen beeld meer. In de praktijk zal je liefst een 6 tot 10dB marge aanhouden, zodat het draaien of rollen van 't FPV model, en dus een verandering van de oriëntatie van de antenne, niet direct resulteert in volledig signaalverlies.

    Kortom, een directionele antenna met gain (flat patch, Yagi, helical, etc.) heeft een karakteristiek waarlangs een bepaalde as (vertikaal, horizontaal, circulair) en onder een bepaalde hoek de antenne gain heeft (zie antenna gain pattern grafieken). Omdat een dergelijke antenne ook moet voldoen aan de wet van behoud van energie betekent dit dat hij netto dus ergens anders (onder een andere as c.q. hoek) geen gain kan hebben. Het is dus netzoiets als een reflector plaatsen voor een gloeilampje, de hoeveelheid licht die uitgestraald wordt blijft gelijk, echter deze wordt gebundeld.

    Daarmee is hopelijk duidelijk geworden dat een flat patch of andere antenne met gain de beste resultaten geeft daar waar de antenne gain geeft, je krijgt nu een toename te zien in je bruikbare vliegbereik doordat er meer signaal op de ontvanger binnenkomt. Echter vlieg je naast of achter deze gebieden met gain dan heb je nog steeds signaal, alleen zal daar veel meer demping optreden omdat de gain in de gebieden lager is, of zelfs gelijk aan nul.

    Omnidirectional antenna - Wikipedia, the free encyclopedia
    Directional antenna - Wikipedia, the free encyclopedia
    Antenna gain - Wikipedia, the free encyclopedia

    Met vriendelijke groet,

    Sander Sassen
    ImmersionRC - Real Virtuality
     
  2. Roel-CP

    Roel-CP

    Lid geworden:
    25 aug 2008
    Berichten:
    1.127
    Locatie:
    Almelo
    Leuk allemaal maar met een FPV 10mw video tx op 2.4G (veel bandbreedte weinig afstand) heb je zowiezo een GPS antennetracking nodig toch?

    Zoiets als deze antenne met Pan / tilt servo's en een GPS antennetracker

    [​IMG]
     
  3. SanderFPV

    SanderFPV

    Lid geworden:
    11 feb 2010
    Berichten:
    1.568
    Nee hoor, gisteren nog staan vliegen met een 10mW 2.4GHz met een 5dBi antenne op m'n Fatshark videobril, je komt dan pakweg een 700-800 meter ver. Wil je verder dan is inderdaad een antenna tracker met een flat patch antenne met 8 - 14dBi gain aan te raden. De marge die je hebt met een 10mW is natuurlijk niet zo gek groot, dus dichtbij kan je best stunten met je model, verder weg zou ik 't niet te bont maken. Als je de antenna namelijk 90 graden draait t.o.v. de juiste polarisatie heb je zo 20 tot 30dB verlies. Dat kan 't verschil maken tussen prima beeld en absoluut geen beeld.

    Met vriendelijke groet,

    Sander Sassen
    ImmersionRC - Real Virtuality
     
  4. Roel-CP

    Roel-CP

    Lid geworden:
    25 aug 2008
    Berichten:
    1.127
    Locatie:
    Almelo
    Wil je eens een foto maken van jou groundstation
    Ik ben benieuwd hoe jij het storings vrij krijgt.

    Ik heb ook een Fatshark btw.
     
  5. SanderFPV

    SanderFPV

    Lid geworden:
    11 feb 2010
    Berichten:
    1.568
    Nou, da's niet zo vreemd hoor, ik ben de ontwikkelaar van de ImmersionRC producten, dus mij is er alles aan gelegen om ervoor te zorgen dat alles naar behoren functioneert.

    Foto's zijn veelvuldig te vinden in 't andere topic, bijvoorbeeld in onderstaande reactie.

    [96058] het-grote-fpv-first-person-view-draadje-20

    Met vriendelijke groet,

    Sander Sassen
    ImmersionRC - Real Virtuality
     
    Laatst bewerkt door een moderator: 19 nov 2015
  6. wiebe

    wiebe

    Lid geworden:
    5 feb 2003
    Berichten:
    3.384
    Locatie:
    drenthe
    Ik lees bij de flat patch antennes dat deze circulair [links/rechts]kunnen zijn.[Estore]
    ook horizontaal en verticaal kom je tegen .
    Ik snap wat dit betekend ,maar wat is nu het beste.
    Voor 1 ontvanger .
    Voor een diversity systeem.

    Ook het links rechts circulair had ik nog niet van gehoord ,zelf niet als zendamateur.
    Dacht dat ze dat alleen deden bij moonbounce en sateliet werk.

    Wie kan me er wat meer van vertellen [amateurbeursen komen er weer aan ]

    Groeten wiebe.
     
  7. SanderFPV

    SanderFPV

    Lid geworden:
    11 feb 2010
    Berichten:
    1.568
    Voor een enkele antenne kan je 't beste voor een circulair gepolariseerde flat patch kiezen. Ga je twee antenne's gebruiken met een diversity ontvanger dan kom je met een links- en rechtshandig gepolariseerde goed weg. Zodoende kan je ze naast elkaar opstellen en heb je dus profijt van de verschillen in polarisatie. Of je gebruikt een flat patch waarin twee antenne's zijn gecombineerd (zie foto hieronder), één is vertikaal gepolariseerd, de andere horizontaal, dit is een polarisation diversity antenne. Die laatste gebruik ik zelf veel en 't voordeel is uiteraard dat als de positie van je model verandert je niet gelijk een dip van 20 tot 30dB te zien krijgt als je 90-graden draait t.o.v. de gebruikte polarisatie van de antenne op 't model.

    http://en.wikipedia.org/wiki/Circular_polarization

    [​IMG]

    Met vriendelijke groet,

    Sander Sassen
    ImmersionRC - Real Virtuality
     
  8. SanderFPV

    SanderFPV

    Lid geworden:
    11 feb 2010
    Berichten:
    1.568
  9. Roel-CP

    Roel-CP

    Lid geworden:
    25 aug 2008
    Berichten:
    1.127
    Locatie:
    Almelo
    Ik heb het nu ook beter voor elkaar.
    Nu dat ik er langere skids onder de heli heb kan de antenne recht naar beneden staan.
    Ik merk nu echt verschil.
    De storing is nu stukken minder. :proost:
     
  10. trebor siuhyn

    trebor siuhyn

    Lid geworden:
    29 nov 2002
    Berichten:
    1.964
    Locatie:
    Eibergen
    Ik heb een vraag wat betreft de antenne's op de modelen, ik zeg ervan tervoren bij ik ben geen electronica held. Mijn huidige FPV is aan vervanging toe want het grond exzeem
    was der mate erg dat ik hem maar verplaats heb naar zijn laatste rustplaats. Ik ben nu een Hercules van IMA aan het bouwen maar ik vind de dikke antenne die er nu op zit geen gezicht ik heb toen mijn reserve los getrokken en zag dat er binnen in een koperdraad zat mijn vraag is zou ik die in het kielvlak kunnen wegwerken of heeft dit invloed op mijn bereik.
     
  11. SanderFPV

    SanderFPV

    Lid geworden:
    11 feb 2010
    Berichten:
    1.568
    Nee, de plastic behuizing die eromheen zit is een onderdeel van de antenna, dit heeft met de juiste afstemming te maken. Ik heb daar wel eens aan gemeten en dan zag je vaak de zelfresonantie van de antenne tot wel 50MHz verschuiven nadat 't plastic omhulsel was verwijderd.

    Wel kan je uiteraard de antenne onzichtbaar wegwerken in een staartvlak, mits deze van hout of schuim is gemaakt bij voorkeur zorg je ervoor dat de antenne rondom vrij is, dus niet ingelijmd in 't schuim, of vastgelijmd tegen 't hout. Maar als 't niet anders kan, dan moet 't maar.

    Gebruik van de antenne zonder plastic omhulsel kan uiteraard wel, maar de zelfresonantie van de antenne zal veranderen en daarmee de impedantie die de RF eindtrap van de audio/video zender ziet. Dit kan nare gevolgen hebben als de impedantie té laag wordt, zoals 't voortijdig defect raken van de audio/video zender.

    Met vriendelijke groet,

    Sander Sassen
    ImmersionRC - Real Virtuality
     
  12. nexxt

    nexxt Guest

    Oke Sander niet een eenvoudige uitleg voor een leek maar om het kort samentevatten niet doen dus. Maar hij zou wel in de romp kunnen de romp is hoog genoeg.
     
  13. Wartexx

    Wartexx

    Lid geworden:
    2 mei 2004
    Berichten:
    2.860
    Locatie:
    Wijchen
    vandaag ook begonnen met het FPV vliegen, helaas kwam ik met standaart omni antennetjes niet verder dan een meter of 10 voor het beeld wegviel.
    Ook ff geprobeert met de flatpatch van remy, wat toch duidelijke verbetering gaf, en rondvliegen werd mogelijk. Was het omni antennetje kapot? of is 10 meter echt het maximale wat je storingsvrij kan halen met een omni?
     
  14. ramsus42

    ramsus42

    Lid geworden:
    1 jan 2003
    Berichten:
    2.752
    Locatie:
    nijmegen
    Nope, dat is veel meer.

    probleem is dat er op jou 10mW tx een SMA connector zit waardoor je een 3dBi omni kunt gebruiken. Echter is dit een kwestie van testen, en niet een kwestie van iets wat al beproeft is.
    Een beproefde antenne is de standaard antenne met een op de mm nauwkeurig lengte.

    Komt bij dat de antenne van jou tx niet de antenne is die ik gebruikte. Hij lijkt korter. De langere kan ik niet vinden.
    Het lijkt erop alsof er 2, maar ook 3 dBi omni's te koop zijn? Sander?
     
  15. SanderFPV

    SanderFPV

    Lid geworden:
    11 feb 2010
    Berichten:
    1.568
    De dBi waarde zegt niks, da's een marketing praatje. Al deze antenne's zijn dipool antenne's met een omnidirectioneel afstraal gedrag. Feit is wel dat de antenne bij dergelijke lage vermogens wel de juiste impedantie moet hebben, anders ben je zo ettelijke mW kwijt en dat schiet niet op met 10mW.

    Kortom, gewoon in de praktijk testen, koop een paar van die goedkope whip antenne's let daarbij goed op de stekker! Normale WiFi antenne's werken niet! Je hebt een male SMA connector nodig, geen RP male SMA (zoals gebruikt voor WiFi) en doe vervolgens gewoon wat range tests op de grond, b.v. op een weiland of een open veld. Het alternatief is gaan meten, maar de meetapparatuur om dat betrouwbaar te kunnen doen is voor de hobbyist (bijna) niet te betalen.

    Met vriendelijke groet,

    Sander Sassen
    ImmersionRC - Real Virtuality
     
    Laatst bewerkt: 17 mei 2010
  16. Wartexx

    Wartexx

    Lid geworden:
    2 mei 2004
    Berichten:
    2.860
    Locatie:
    Wijchen
    Ik zal vanmiddag eens met remy gaan testen ^^ hopelijk komen we dan al weer een stukkie verder, de zender is een immersionRC dus dat zou goed moeten zitten. ( wel met die aangepaste antenne).
     
  17. Wartexx

    Wartexx

    Lid geworden:
    2 mei 2004
    Berichten:
    2.860
    Locatie:
    Wijchen
    Tipje voor alle mede noobies onder mij ^^, bij het uitproberen en experimenteren , stuitte ik op internet op zelfbouw antennes die wifi bereik zouden verbeteren. Uiteindelijk een veel terugkomend ontwerp uitgekozen en gebouwd. Ik verwachte er niet veel van, en t was ook in een poep en n scheet afgebouwd, maar het resultaat was verassend! Om te testen, mn fpv vliegtuig in de tuin gezet met standaar omni antenne, net zo ver weggelopen tot er geen bereik meer was. Toen de zelfbouw signaal versterker erop geschoven en voila glashelder beeld :eek:.
    Aangemoedigd door dit succes maar gaan vliegen en het werkt echt fantastisch, net als een patch moet je niet buiten je straal gaan vliegen, maar de straal is groot genoeg om m niet te hoeven richten.
    Plaatje voor de geinteresseerden(niet mijn afbeelding)[​IMG]In princiepe is het heel eenvoudig, template op karton plakken en uitknippen, dan alluminiumfolie op de voor of achterkant van de rechthoek plakken en dichtlijmen. ( template heb ik, stuur maar een pb, of googleN)
    Ik snap dat het erg amateurisch is, maar toch :rolleyes:
    Harm
     
  18. knikvleugeltje

    knikvleugeltje In Memoriam

    Lid geworden:
    13 feb 2006
    Berichten:
    1.699
    Locatie:
    Tweede Exloërmond
    zelf prutsen

    Ik vind het ook leuk om zelf te prutsen.

    Hier een link voor het zelf maken van een antenne, maar voor welke freq. weet ik niet. Kan dat niet vinden.
    Biquad Antenna Construction

    Is er ook zoiets voor de 5.8 gHz?
    Wie weet iets?


    Gr.
    Taco.
     
  19. SanderFPV

    SanderFPV

    Lid geworden:
    11 feb 2010
    Berichten:
    1.568
    Knutselen is leuk, maar op dergelijke frequenties telt iedere tiende millimeter, dus zonder betrouwbare meetapparatuur is een goed resultaat feitelijk niet haalbaar, je moet dan puur geluk hebben.

    Met vriendelijke groet,

    Sander Sassen
    ImmersionRC - Real Virtuality
     
  20. knikvleugeltje

    knikvleugeltje In Memoriam

    Lid geworden:
    13 feb 2006
    Berichten:
    1.699
    Locatie:
    Tweede Exloërmond
    Ik snap het. Hoe hoger de freq, hoe kleiner de antenne.

    En als het dan op 10den aankomt, wordt het idd lastig.



    Taco.
     

Deel Deze Pagina