Антена — це важлива складова системи дрона. Наразі на полі бою використовують антени різних типів, залежно від завдань, які потрібно вирішити. Наприклад, антени Helical і Horn краще підходять для польотів на далекі дистанції, а Clover забезпечують стабільніший сигнал в умовах перешкод.
У цій статті поговоримо саме про патч-антени. Вони належать до класу спрямованих антен і широко застосовуються у FPV-системах. Патч-антени такі популярні, оскільки вони дозволяють зосередити сигнал у потрібному напрямку, зменшити вплив перешкод і забезпечити стабільну передачу даних.
Водночас їхня ефективність досягається за умови правильного налаштування, врахування технічних особливостей та використання за призначенням. Про ці та інші переваги ви дізнаєтеся з матеріалу, який підготувала команда Flash Army.
Що таке патч-антена та як вона працює
Патч-антена — це різновид спрямованої антени з низьким профілем, що має вигляд металевої пластини (випромінювача), розміщеної на діелектричній основі з екранувальним шаром знизу. Вона працює за принципом резонансу: при подачі сигналу відповідної частоти антена випромінює та приймає радіохвилі у визначеному напрямку.
Призначення патч-антен
Насамперед патч-антени призначені для приймання відеосигналу з FPV-дрона на великих відстанях у визначеному напрямку. Завдяки плоскій формі антена підходить для встановлення на наземних системах керування безпілотниками, шоломах і ретрансляторах. Так ви отримуєте досить чітке відео з мінімальними затримками.
По-друге, вони забезпечують звʼязок на полі бою. Вузький промінь збільшує дальність передачі радіосигналу в одному напрямку.
Окрім цього, патч-антени застосовуються в телекомунікаціях, мережах Wi-Fi та навігаційних системах.
Основні технічні особливості патч-антен
Патч-антени мають такі технічні параметри:
Спрямованість.
Формують вузьку діаграму випромінювання (від 30° до 80°).
Робочий діапазон частот.
Антена має бути узгоджена з частотою системи (наприклад, патч-антена 5.8 ГГц), інакше ефективність передачі суттєво знижується. Зазвичай вони працюють на всіх частотах.
Коефіцієнт підсилення (dBi).
У більшості моделей це значення становить 6–10 dBi, проте існують потужніші варіанти (до 25 dBi).
Поляризація.
Може бути лінійною або круговою (RHCP — правостороння, LHCP — лівостороння).
Двовимірна конструкція.
Розміри пластини відповідають приблизно половині довжини хвилі, завдяки чому вона функціонує подібно до напівхвильового диполя.
Форма.
Найчастіше використовують квадратні, прямокутні, круглі або еліптичні пластини, хоча можливі й інші варіанти.
Переваги використання патч-антен у дронах
Патч-антени для FPV-дронів вирізняються низкою переваг, завдяки яким їх обирають як ефективні рішення для польових умов.
- Легкість інтеграції з іншими пристроями.
- Високий коефіцієнт спрямованої дії.
- Достатня механічна надійність і адаптивність до вигнутих поверхонь, тому їх часто встановлюють на транспорті, а також інтегрують у портативні засоби зв’язку.
- Хороша поляризаційна вибірковість.
- Ідеальна відповідність частотам 5.8 ГГц, 2.4 ГГц, 868/915 МГц.
- Можливість роботи з кількома точками живлення.
- Компактність і низький профіль.
- Стабільність звʼязку.
Як патч-антени застосовуються в FPV-дронах
Насамперед патч-антени встановлюють на наземних станціях, FPV-окулярах або пультах керування. Їх підʼєднують до розʼємів SMA/RP-SMA (впевніться, що типи розʼємів збігаються), проте вони вимагають точної орієнтації в бік дрона. Якщо політ відбувається з укриття, патч-антену виносять на кабель-подовжувач, розміщуючи вище на штативі. У такій конфігурації антени приймають відеосигнал, концентруючи радіопромінь у напрямку польоту. Вузький, але потужний промінь дозволяє значно підвищити дальність зв’язку.
Другий поширений варіант — використання у складі diversity-систем. У цьому випадку патч-антена працює разом із всеспрямованою: перша відповідає за дальність і якість сигналу в конкретному напрямку, а друга — за стабільність при зміні положення дрона. Приймач автоматично перемикається між антенами, обираючи найкращий сигнал у конкретний момент часу.
До того ж варто памʼятати, що патч-антени ефективні саме під час польотів на великі дистанції. Радимо не забувати перевіряти, чи ваша антена має таку ж поляризацію, як і дрон. Від цього залежить злагоджена робота всієї FPV-системи.
Висновок
Отже, патч-антени як один із видів військових антен слугують «далекобійним приймачем» для FPV-дрона. Завдяки своїй спрямованості, компактності та ефективності вони дозволяють значно підвищити дальність передавання сигналу й зменшити вплив радіоперешкод.
Щоб не літати наосліп, варто обирати перевірені моделі з чітко вказаними характеристиками. Купити такі варіанти ви можете в інтернет-магазині Flash Army.
