A hétvégén volt szerencsém - kényszerből - tesztelni különböző antennákat. Mivel már régebben is ígértem, hogy lesz cikk az FPV antennákról és most még élénken él a tapasztalat, ezért gyorsan írásba öntöm, hogy mások is okuljanak belőle. Szerencsére több antenna is a kezembe akadt, ezért a próbálgatást nagyjából objektív körülmények között tudtam elvégezni. Sajnos azonban az eredmények nem beszélnek magukért...

Az FPV antennák témakör azért nagyon necces, mert viszonylag nehéz valós körülmények között tesztelni a különbséget. Most biztosan sokan felháborodnak, hogy "Most mé, én már 100x kipróbáltam és az Alsóbivalybasznádi réten a Mr. Rc antenna sokkal sukárabb volt, mint amit a Ícsinhez gyárilag adtak", ami akár igaz is lehet, csak sajnos a különböző területek eltérő adottságai, a magasság, a különböző zavaró tényezők, a vevő, az adó és az antenna mérete, érzékenysége, típusa meg még néhány random faktor mind-mind befolyásolják az eredményt. 

Kezdjük az elmélettel, mert azon túl kell esni, hogy megértsük a gyakorlatot. Első dolog, hogy bármilyen antennát is akarunk feltekerni egy eszközre, tudnunk kell, hogy milyen csatlakozóval rendelkezik. Itt kapásból van 2 különböző paraméter:

• a csatlakozó típusa, ami lehet SMA vagy RP-SMA. Ezek egymás ellentétei, az RP-SMA az a csatlakozó, amelynél a tüske NEM az antenna kábelhez van integrálva, vagyis van az antennában egy luk, míg a csatlakozón egy tű. Az SMA ennek a fordítottja.
  
• az antenna végződése lehet W type vagy L type. A W type a normális, egyenesen álló típus, az L type 90 fokban el van hajlítva, ez pl. kameraplatformok esetén fordul elő, amelyek szinte mindig srégen felettünk fognak lebegni, ezért az antenna lefele fog nézni
  

Most hogy már tudjuk, hogy mit lehet feltenni az adóra és a vevőre, azt kell meghatároznunk, hogy milyen típusú antennára van szükségünk. Sajnos ez nem mindig egyértelmű, ugyanis vannak olyan felhasználási területek ahol az egyik antenna jobb, a másik antenna pedig rosszabb, illetve az sem mindegy, hogy az adó vagy a vevő oldalára akarjuk ezt az antennát feltenni. Általánosságban azt szokták mondani, hogy - mivel mi mindig a vevő oldalán állunk - ha az adó irányába tudunk fordulni, akkor jobbak az irányított antennák, pl. kamera platformok, ha viszont nem, akkor jobbak a "körsugárzó" jellegű antennák, pl. FPV versenyzéshez. A miértre a választ az antennák működésében kell keresni, amire remek ábrákat találhatunk a Dronetrest oldalán, illetve angolul tudóknak érdemes megnéznie az alábbi videót.

Leegyszerűsítve a dolgokat, az antenna polarizációja lehet lineáris vagy cirkuláris (kör alakú), ez azt határozza meg, ahogyan a térben a rádióhullámok utaznak. A lineáris polarizációjú antennák legerősebben síkban adják vagy veszik a jeleket, ezt úgy kell elképzelnünk, mint ha egy középtengely mentén felfele és lefele kitérne a polarizációs tartomány, itt a legérzékenyebb az antenna, míg a cirkuláris antennák a tengely mentén körkörös spirálban a legérzékenyebbek, így alkotva tulajdonképpen egy "csövet" a térben. Ezt azért fontos tudnunk, mert a lineáris antennák a polarizáltság irányában extra érzékelési távolságot képesek biztosítani, ám minden más területen az antenna kevésbé érzékeny. Ebben az esetben az a fontos, hogy a vevő és az adó antennája minél nagyobb átfedésbe essen, így begyűjtve a jeleket. Az antenna hátulütője, hogy ha a forrástól, az adótól elfordulunk és a lefedettség kisebb lesz, nagyjából arányosan romlik a vételi minőség is, extrém esetben akár meg is szakadhat. 

A cirkulárisan polarizált antennák (szokták CP-nek is hívni) ezzel szemben a körkörös spirál mentén mindenhol adnak és vesznek, vagyis a "lefedettsége" az adott területnek sokkal jobb lesz, így egy gyorsan mozgó tárgynak 99%-ban jobb lesz a lefedettsége egy körkörösen polarizált antennával, mint egy lineárissal. Tipikusan ilyenek a versenygépek FPV antennái. 

A polarizáltsághoz még az is hozzá tartozik, hogy annak az iránya merre tart, e szerint lehet valami jobbra (RHCP) vagy balra (LHCP) polarizált, vagyis hogy merre forog a képzeletbeli tengely a polarizált terület közepén. Mivel a jobbra és a balra polarizált antennák nem kompatibilisek egymással, ezért ha körkörös polarizáltságú antennákat használunk, használjunk olyat, ami azonos irányba van polarizálva.

Összefoglalva, akkor használjunk lineárisan polarizált antennát, ha:

• az adó és a vevő egymáshoz képest nem vagy keveset mozog, pl. lebegő vagy lassan haladó kamera platform

Akkor használjunk körkörösen polarizált antennát, ha:

• gyorsan mozgó tárgyra, vagy akrobatikus mutatványokra is alkalmas gépekre akarunk ilyet tenni, tipikusan a versenygépek

Oscar Liang nálam bővebben fogalmazza meg a dolgokat, a cikkét itt olvashatjátok.

 Irányított (Direkcionális) vagy körkörös (omnidirekcionális) antennák

A fenti fogalmak magyarázásához a legelterjedtebb példa a vízzel töltött lufi analógiája. Ennek alaplogikája az, hogy az FPV rendszer által kisugárzott energia úgy viselkedik, mint a vízzel töltött lufi, vagyis a benne lévő víz mennyisége adott, de attól függően, hogy a kezünkkel azt milyen alakra nyomjuk, fog változni a lufi mérete és kiterjedése. A különböző antennák használatával ennek a lufinak a formáját változtatjuk meg, miközben a kibocsájtási teljesítmény azonos marad.

Az irányított antennák (amelyeket szoktak high gain antennának is hívni) megnyújtják a képzeletbeli lufit (első kép), ezzel megnövelve a hatótávolságot, viszont csökkentve a lefedettséget. Azt is fontos tudnunk, hogy ha az antenna nem áll irányban, akkor rossz vagy semmilyen jelet nem fog majd be, vagyis leegyszerűsítve: az antenna egy irányba figyel csak. Ezzel szemben a körkörös antennák nagyobb lefedettséget biztosítanak, cserébe a rövidebb hatótávért, vagyis újra leegyszerűsítve: az antenna minden irányba figyel. A tökéletes lefedettségű antenna az, ami egy teljesen szabályos kört alkot, cserébe ennek a legkisebb a hatótávolsága. Tipikusan irányított antennák a parabola antennák, a "palacsinta" antennák (array vagy patch) vagy a helikális (helical) antennák, míg pl. a 3 levelű lóhere (clover leaf) vagy a 4 levelű lóhere (Skew Planar) antennák körkörös irányúak.

Az antennákat lehet kombinálni is, ilyenek szoktak lenni a diversity vevők (pl. Skyzone RD40 vevő vagy Eachine L5802D monitor), ahol nem csak azonos, de egymáshoz képest eltérő antennákat is fel lehet szerelni, pl. egy direkcionálisat és egy omnidirekcionálisat is, a biztosabb vétel érdekében.

Az antennák ráadásul a fenti 2-2 jellemzőt vegyíthetik is, vagyis lehet lineáris és irányított, cirkuláris és irányított stb. mindenféle kombinációban, kisebb kavarodást okozva a fejekben.

Az olvasó lehet, hogy mostanra már felvágta az ereit a fenti bla-bla elolvasása után, különösen azért, mert ezeket a paramétereket csak nagy nehézségek árán vagy éppen sehogyan sem lehet élőben az antennákról leolvasni (mert pl. nem tüntetik fel a webshopok oldalán és magán az antennán sem). Amit viszont mindenki lát, az az antenna formája és alakja, úgy is fogalmazhatnánk, hogy az antenna típusa, tehát most ebből fogunk kiindulni.

Antenna típusok

Körkörös vagy omnidirekcionális antennák

1. A viszonyítási pont szinte mindig a bot antenna, de szokták dipolnak vagy rubber ducky antennának is hívni. Ez tipikusan az alap FPV szettek antennája, ez egy körsugárzós (omnidirekcionális), lineárisan polarizált antenna.
2. A másik, FPV versenyzők által sokat használt antenna a 4 levelű lóhere (Skew Planar) antenna, ami egy körsugárzós, körkörösen polarizált antenna
3. Az előbbi módosulata a 3 levelű lóhere (angolul is ez a neve) ami szintén körsugárzós, körkörösen polarizált antenna. 
4. palacsinta antennából kettő féle is van, patch és array, utóbbi körkörösen sugároz (igazából a két oldalán) és körkörösen is polarizált, de mivel lapos, ezért oldalra fordítva tudunk olyan sávot találni, ahol rossz lesz a vétel

Azt szokták mondani, hogy a vevő oldalon használjunk 3 levelű lóhere, míg az adó oldalon 4 levelű lóhere antennát, FPV-zéshez, ezzel lesz a legkevesebb gondunk. Ennek ellentmond pl. az a tény, hogy az Aomway antennékból csak és kizárólag 4 levelű lóhere antennák érhetőek el, mégis remek hatásfokkal szoktak működni és több versenyző is így használja.

Irányított vagy direkcionális antennák

Ezek azok az antennák, amelyeket irányba kell állítani ahhoz, hogy a megfelelő vételi szintet tudják produkálni. Ilyenek a:

1. helikális antennák, ezek egy tengely mentén, spirálisan körbeforgatott, irányított, körkörösen polarizált antennák. Ilyet használnak pl. nagy távolságú, kamerás FPV-zéshez
2. patch vagy palacsinta antennák, lehetne lineárisan és körkörösen is polarizálva
3. kereszt? vagy crosshair antennák, ilyet még sosem láttam, ez is körkörösen polarizált
4. yagi antenna, ezt úgy kell elképzelnünk, mint régen háztetőkre szerelt nagyfater antennák, középen egy rúd, amiről oldalra állnak ki további antennák, ezek irányított, lineárisan polarizált antennák

 Mi ebből az egész katyvaszból a lényeg?

A lényeg mindig az, hogy akkor most hogyan válasszunk antennát. Akik nem akarnak speciális módon FPV-zni, csak hobbyból repkedni, azok az alábbi szempontokat tartsák szem előtt:

• válasszunk egy valamilyen antennát, amely 5.8GHZ-re van behangolva
• válasszuk ki megfelelően a csatlakozót apa-anya illetve SMA-RP-SMA típusok közül
• válasszunk körkörös polarizációjú antennát
• válasszuk ki az antenna irányát, a multirotoros gépnek mindig omnidirekcionális, vagyis körkörös antennát válasszunk, míg a megjelenítőhöz vagy irányított (kamera platform) vagy körkörös (verseny) vagy vegyes, ha a vevőnk több antenna bemenettel is rendelkezik

Néhány gyakorlati példa és tapasztalat

Szerintem nem érdemes az antennákat random felrakni és próbálgatni, mert túl sok a külső körülmény és a véletlenszerűen megválasztott paraméter. Jó példa erre, hogy kimentem antennákat próbálgatni a Hajógyári szigetre, a lenti képen látható rétre, ami nagyjából 500 méter. Ezt a távolságot szerintem egy 600mW teljesítményű Eachine TS840-nek simán át kellene hidalnia a levegőben. Mivel azonban nem volt két egyforma antennám, az alábbiak kombinációival próbálkoztam:

• 1 db Aomway antenna, 4 levelű lóhere, RHCP (vagyis jobbra polarizált), omnidirekcionális
• DIY UFO szemüveg két antennája, egyik egy mushroom , másik egy 14 dbi (muhaha) patch/panel antenna,
  • Mushroom 6dbi, RHCP, vagyis jobbra polarizált, omnidirekcionális, 4 levelű
  • a panel antenna paramétereit nem találtam meg
• Eachine TS840 adó bot antennája, szerintem lineáris polarizációjú (ugye ez máris bukó), de nem tudom, hogy RCHP vagy sem, ez viszont 90 fokban elfordítható, L type csatlakozós

Ezt a 4 dolgot cserélgettem, és a mezőt gyalog átsétálva, a gépet a földön tartva még viszonylag jó kép (ez kb. 400 méter) mégis amikor a gépet bekapcsoltam, 20-30 méter után a kép megszakadt. Azóta sem jöttem rá, mi lehet a probléma, pedig itt már többször repültem másik géppel és minden rendben volt. Mi derül ki ebből az esetből? Az, hogy hiába volt nálam 4 féle antenna, lehetnek olyan külső körülmények, amelyek valamilyen okból kifolyólag zavarják a jeltovábbítást, illetve a gépre való rálátás is döntő tényező lehet (vagyis, hogy milyen magasan van a gép és a vevő egymáshoz képest). A legjobban akkor járunk, ha azonos gyártó, azonos vevő és adó oldalra ajánlott antennáját használjuk (következő tesztemben én is ezt fogom tenni, egy Aomway párral) és nem kevergetjük a dolgokat, illetve mindig ellenőrizzük, hogy az antennák a megfelelő paraméterekkel rendelkeznek-e.

A sorozat előző részei:

• FPV for dummies I. - FPV alapok: A KAMERA
• FPV for dummies II. - FPV alapok: AZ ADÓ ÉS A VEVŐ
• FPV for dummies III. - FPV alapok: VEVŐ OLDALI MEGJELENÍTŐK