Радиомодемы 3DR и их клоны. Антенны. Тестирование

результаты теста антенн из комплектов клонов 3DR radio 915 MHz 100mW приобретенных на HK, aliexpress, ebay

Результаты измерения КСВ

эта антенна будет идеально работать с радио на частоте 2.4 ГГц

это также идеальная антенна на 2.4 ГГц

это антенна на частоту 800MГц и 2ГГц

(rctimer)

эта антенна хорошо бы подошла к радио на 2,5Ггц

приведенные выше измерения показывают что продавцы совершенно не заботятся о качестве поставляемых антенн.
Чем это грозит пользователю? При мощности модема в 100 милливат использование несогласованной антенны обычно не приводит к порче выходного каскада передатчика, однако излучаемая антенной мощность уменьшается пропорционально КСВ. Это приводит к тому что уже на небольших расстояниях начинаются потери пакетов и связь обрывается.

характеристика антенны на 915MHz производителя BEYOND приобретенная отдельно

измерения показали что эта антенна отлично подходит для использования с модемами на 915MHz

Клон 3DR radio 915 MHz 500mW от HK
результаты измерения комплектных антенн.
в случае попытки включить более мощные модумы без антенны или с несогласованной антенной выходной каскад передатчика будет поврежден, в этом случае дальность такого модема будет ограничена несколькими метрами, поэтому вариант с полностью неподходящей антенной в этом случае был бы недопустим

на этой фотографии вы можете видеть два маркера которыми обозначен рабочий диапазон модемов.
результат измерения говорит о том что антенны имеют минимум КСВ немного ниже по частоте, однако их использование в рабочем диапазоне модемов вполне допустимо.

фото антенны

измерение выходной мощности радиомодемов 500mw 915 MHz
на диаграмме представлен характер излучения модема в режиме предачи. Поскольку в данном случае использован относительно недорогой измерительный прибор измерение проводилось сравнительным методом. Предварительно была измерена мощность радиостанции с мощностью 600mw при этом ее показания соответствуют по значению с пиковыми значениями мощности 3DR модемов. Следует отметить, что даже в режиме постоянной передачи модемы работают с высокой скважностью.

Другие наблюдения.
в отличие от модемов на 100mw при использовании модемов на 500mw в условиях помещения наблюдается влияние помех на другую радиоаппаратуру в том числе на приемники спутниковой навигации.

Исполнение модемов
модемы на 100mw не имеют экрана радиомодуля, это приводит к влиянию помех на радиотракт приемной части модема и влияния помех от передатчика модема на бортовые системы. Известен эксперимент когда при приближении радиомодема (не антенны а именно радиомодуля) к барометрическому сенсору bmp095 его показания начинали скакать ±30м.
При построении систем с телеметрией важно предусмотреть экранирование радиомодуля модема телеметрии находящегося на борту. Модемы на 500mw производства HK уже имеют металлический экран и не тербуют этой доработки.

Радиус действия.
Обычно радиоинженеры категорически отказываются заявлять на каком расстоянии будут работать те или иные радипередающие устройства, но я обычный моделист и поэтому не буду грузить публику формулами, а вместо этого сообщу результаты практических тестов для условий загаженности эфира подмосковья.

Модемы 915MHz 100mw c антеннами на 2,4ГГц
Стабильный радиус действия < 300m
Расстояние на котором обычно прекращается поступление данных 500м
Дальность достигнутая максимально (единично) 900м

Модемы 915MHz 100mw c антеннами BEYOND на 915MГц
Стабильный радиус действия < 1000m
Расстояние на котором обычно прекращается поступление данных 1200м

Модемы 915MHz 100mw c антенной BEYOND на 915MГц на борту и патч-антенной на земле
Стабильный радиус действия < 10Km
Расстояние на котором обычно прекращается поступление данных 13Km

Благодарю Дмитрия Чернова выполнившего все используемые в этой статье измерения.

Comments

Да с комплектными антеннами я уже давно понял, что это одна большая лотерея. Взять хоть те же передатчики на 1.2 ггц. Приходит передатчик, у которого диапазон работы от 1040 до 1360 мгц, и к нему какой-то диполь в комплекте. Если прибора нет, обычно канал выбирается от фонаря, а по факту оказывается, что диполь настроен на опред. частоту, и полоса у него весьма узкая… не попал в частоту, КСВ конский, вых. каскад греется, как утюг, дальность связи измеряется единицами километров в лучшем случае. Первая же мысль: передатчик слаб, “не пробивает”. Покупается передатчик на 1 Вт, или более, чтобы “пробивал”. Хотя до 30 км можно обойтись 0.5 ваттами, если прд антенна настроена и на приеме хоть что-то направленное 😃 Ну, а про вопиющие случае, когда в комплекте оказывается нечто из совсем другого диапазона, как в вашем случае, я уж молчу))

Вопрос знающему:
А что бы вы посоветовали в качестве самодельной антенны на диапазон 868, 915 и 433 МГц?
Если коаксиальный диполь на 915 - это ещё куда ни шло (хотя, куда? там длина под 30 см получается, только на пенолёты ставить), то на другие диапазоны - это совсем уж некрасиво. Антенны, протестированные вами, имеют странную конструкцию, но маленькие размеры и неплохой КСВ. Вы не в курсе, где бы прочитать про рассчёт таких антенн?

для меня все что касается радиоволн “магия”, не берусь ни за разводку радиочастотных плат, не делаю антенн. Теоретически вроде как понятно, но на практике то черная то белая магия. Чтобы войти в тему нужны дорогие приборы стоимостью от сотен тыщ руб до млн. Поэтому тактика такая: копятся вопросы, отлавливается Дмитрий Чернов (у него есть доступ к оборудованию) он дает разгадки. Материалы по обмеру ксв были готовы уже давным давно, нужно было просто собраться и написать статью.
По антеннам собственной конструкции… диполь антенна при исполнении которой ошибиться крайне сложно, в этом ее приемущество, чтобы сделать что либо более продвинутое - все упирается в приборы, с тем чтобы готовую антенну можно было настроить подогнуть и откусить.

Егор, насчёт длинных антенн.
Есть такой приём - использование удлиннительной катушки (гуглится).
Это около точки питания антенны или в середине ставится небольшая индуктивность.
Но, традиционно, сыр не бесплатный. Сужается полоса, возрастает влияние окружающих предметов, как следствие - требуется подстройка.
Но в общем и целом - основной путь уменьшения габаритов.

вот такой вопрос еще почему у всех антенн на фото и штыревой элемент и спиральный?
антенна на два диапазона?
не будет ли лучше если земляной провод оставить на “гильзе” а спираль повесить на центральную жилку?

Да, действительно странные антенны! Ни разу такое исполнение не видел.
Не реклама: На readymaderc отличные антенки на 915МГц есть, точно по ТТХ в паспорте работает, проверено на анализаторе и в деле с модемами, и конструкция правильная.