Советы по управлению частотами FPV
FPV (First Person View) - это система, позволяющая операторам беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) управлять своими дронами от первого лица, используя видеокамеру на борту и передатчик видеосигнала. Успешная эксплуатация FPV-дронов требует знаний о частотных диапазонах и технических аспектах управления частотами, которые помогают избежать помех и обеспечить стабильную работу системы. Эта статья дает советы и лучшие практики для управления частотами FPV.
FPV использует 5,8 ГГц для передачи видео и 2,4 ГГц и 900 МГц для передачи радиосигнала. 5,8 ГГц выбрано для FPV, поскольку эта частота была свободно доступна общественности. Другие гаджеты, использующие 5,8 ГГц, включают маршрутизаторы Wi-Fi, Bluetooth, беспроводные телефоны, радионянные и автоматические системы, например дистанций не открывания ворот.
Предположим, что есть шоссе, по которому мчатся машины. Количество автомобилей, проезжающих через точку, известно как частота автомобилей на этом шоссе. Подобным образом, радиочастота – это количество радиоволн, проходящих через точку в секунду. Типичная радиочастота колеблется от нескольких килогерц, используемых для радиовещания AM, до нескольких сотен гигагерц. Герц – это единица измерения частоты.
Общие частоты, используемые в FPV:
- 900 МГц
- 1,2 ГГц / 1,3 ГГц
- 2,4 ГГц
- 3,3 ГГц
- 5,8 ГГц
Рассмотрим подробнее:
- 5.8 ГГц: Самая популярная частота для видеопередачи благодаря высокому качеству сигнала и низкому уровню помех. Обладает ограниченной дальностью и чувствительна к помехам от зданий и деревьев.
- 2.4 ГГц: Используется как для видео, так и для управления дроном. Имеет больший радиус действия по сравнению с 5.8 ГГц, но также используется многими другими устройствами, что может вызвать помехи.
- 1.2 ГГц и 900 МГц: Реже используются из-за регуляторных ограничений в некоторых странах. Имеют значительно больший радиус действия и лучше проникают через препятствия, но имеют более низкое качество видео.
Совет дня. Если вы постоянно теряете видеосигнал, возможно, ему мешает один из беспроводных гаджетов в вашем доме. Выключите маршрутизатор Wi-Fi.
ДИАГРАММА ЧАСТОТ FPV
Каналы равномерно распределены в определенном диапазоне, а разделение каналов изменяется от 19 МГц до 40 МГц. Диапазоны L (низкий) и H (высокий), а также некоторые другие существующие диапазоны, как диапазон «U» с начальной частотой 5325 МГц и диапазон «O» с начальной частотой 5474 МГц, выходят за пределы разрешенных полос распределения частот, по крайней мере, юридически. Наиболее часто используемые диапазоны: A, B, C, D, E и F.
Антенны FPV настроены на эффективную работу на частоте 5,8 ГГц и не настроены на работу на более низких частотах.
Наличие 40 или 48 каналов на VTx сегодня является нормой, соблюдайте это. Перегонный диапазон является лучшей частотой во время полетов несколькими авиамоделями по 2 причинам: большее распределение каналов на 37 МГц (диапазон D находится на дальней стороне спектра 5,8 ГГц) и каналы самого диапазона C или Race. Поскольку большинство коммерчески доступных видеопередатчиков настроены на работу на частоте 5,8 ГГц и несколько сот частот МГц плюс-минус, группа Race будет разумным выбором.
УПРАВЛЕНИЕ ВИДЕОЧАСТОТАМИ и ИНТЕРМОДУЛЯЦИОННЫЕ ИСКАЖЕНИЯ
Если просто и коротко – интермодуляционное искажение (IMD) – это явление, когда 2 радиочастоты соеденяются, образуя третью нежелательную частоту. Наличие IMD нежелательно, такие частотные излучения называются побочными полосами, приводят к интерференции соседнего канала, что может уменьшить использование спектра.
Волны IMD можно рассчитать по простым формулам (2F1 -F2) и (2F2 -F1). Когда задействованы радиоволны, интермодуляционные продукты третьего порядка значимы, поскольку они находятся вблизи выходной частоты радиоволны.
Давайте рассмотрим пример интермодуляционных искажений. Предположим, канал B диапазона 3 (5771) и канал 4 (5790).
F1 = 5771 МГц; F2=5790 МГц
Теперь вычисляем искривленные волны:
Волна искажения 1 = (2×5771) – 5790=5752 МГц
Волна искажения 2 = (2×5790) – 5771=5809 МГц
Если мы посмотрим на таблицу, 5752 МГц – это канал 2 в таблице частот, а 5809 - это канал 4. Что это значит? Если 2 пилота летают на 5771 МГц и 5790 МГц, то частоты 5752 и 5809 становятся непригодными. Поэтому моделист, летящий на частотах 5752 или 5809 МГц, может быть выбит из воздуха из-за помех, вызванных интермодуляционными волнами, образованными волнами 5771 и 5790 МГц.
Как избежать интермодуляционных искажений?
Теперь давайте допустим другой набор частот, в полосе B рассмотрим канал 2 (5752) и канал 6 (5828).
- Волна искажения 1 = (2×5752) – 5828=5676 МГц
- Волна искажения 2 = (2×5828) – 5752=5904 МГц
Теперь частоты 5676 МГц и 5904 МГц попадают на "ничейную землю". Диапазон B или любой другой диапазон не содержит ни 5676, ни 5904 МГц. Вот ваш ответ: так вы избегаете IMD. Выберите 2 крайние частоты, где искаженные волны не совпадают, чтобы образовать частоту, которая может вызвать помехи для третьего пилота.
Если задействовано три пилот-сигнала, выберите частоты на крайних концах диапазонов и третью частоту, которая не совпадает с волнами IMD первых 2 частот. Для 4 пилотов выбор каналов 1, 2, 7 и 8 должен в основном избежать этой неразберихи.
Дело осложняется, когда задействовано более 4 пилотов, и IMD между одним диапазоном становится неизбежным. Чемпионаты по беспилотной гонке MultiGP используют предварительно определенные профили:
- IMD5c: R1 (5658), R2 (5695), F2 (5760), F4 (5800) и E5 (5885)
- IMD6c: R1 (5658), R2 (5695), F2 (5760), F4 (5800), R7/F8 (5880) и R8 (5917)
Обратите внимание на то, что частоты находятся внутри диапазона и крайних диапазонах - чтобы избежать IMD. IMD6c может вместить больше пилотов без значительного ухудшения качества видео соседних пилотов.
Целесообразно использовать каналы с большим разделением. Посмотрите на канал 1 диапазона A и канал 8 диапазона B, разделение составляет всего 1 МГц. Переключение между диапазонами и выбор правильного диапазона так же важны, как выбор самой частоты.
К счастью, радиопередатчики не страдают от IMD, поскольку используют так называемое скачкообразное изменение частоты, когда передатчик постоянно переключается между частотами, чтобы поддерживать радиосвязь с приемником. Надеемся, когда эту функцию будут использовать видеопередатчики.
Практические советы
Никогда не включайте свой квадрокоптер, когда кто-то еще летит или по крайней мере не знайте, на какой частоте он летит. Можете стать причиной потери сигнала находящегося в воздухе дрона.
Наибольшие проблемы во время полета в "городских джунглях", которые называются городами - Wi-Fi. Wi-Fi также использует 5,8 ГГц. Если ваш видеосигнал зернистый или вы постоянно теряете сигнал, попробуйте изменить каналы.
Знание о том, как изменить каналы VTx, может лишить вас многих разочарований в поле. Это не редкость, когда 2 пилота настроились на одну частоту, и знать, как изменить частоту через Betaflight, было бы большим преимуществом.
Использование мощного видеопередатчика приведет к перекрытию видео других пилотов независимо от частоты. 200 мВт более чем достаточно для большинства пилотов, следует избегать повышения, когда летает больше авиамоделей.
Можно использовать несколько антенн RHCP и LHCP. Хотя RHCP более распространен, если только начинаете заниматься FPV, можно использовать LHCP.
Обновление вашего передатчика и приемника FPV из бюджетного до более дорогого хорошо настроенного передатчика и приемника позволит лучше распространять сигнал.
ВЫВОД
С небольшим расчетом и тщательной планировкой несколько пилотов квадрокоптеров могут летать вместе. Обеспечение достаточного разделения частот между полосами и достаточного разделения между самими полосами может помочь предотвратить образование волн интермодуляционного искажения. Пилоту, предпочитающему одиночные полеты, не нужно беспокоиться об IMD, но некоторым из нас посчастливилось иметь друзей по FPV, и эта статья будет для них очень полезной. Чтобы избежать потерь, лучше всего придерживаться вышеупомянутых безопасных практик. Надеемся, что эта статья помогла вам понять факторы, влияющие на выбор частоты, и как избежать препятствий.
