Activity
Недавно обнаружил, что приемник Orange OpenLRS (433МГц) сильно глушится включенным рядом видео передатчиком на 1.2ГГц. Отлетаю всего на 100-200м и приемник начинает пищать о потерянных пакетах.
Дома проверил по логам приемника. Вот пример его лога до включения видео передатчика. (R - уровень полезного сигнала, Rn - уровень шума)
R=128 S=0 C=1 A=1 Rn=77
R=128 S=0 C=2 A=0 Rn=73
R=127 S=0 C=3 A=0 Rn=77
R=134 S=0 C=4 A=0 Rn=84
R=135 S=0 C=5 A=1 Rn=80
R=133 S=0 C=6 A=1 Rn=75
R=133 S=0 C=7 A=0 Rn=79
R=128 S=0 C=8 A=0 Rn=78
А после включения видео передатчика все становится резко хуже, уровень полезного сигнала (и почему-то уровень шума) заметно уменьшаются.
R=88 S=0 C=1 A=255 Rn=37
R=88 S=0 C=2 A=0 Rn=42
R=85 S=0 C=3 A=0 Rn=43
R=94 S=0 C=4 A=0 Rn=41
R=95 S=0 C=5 A=255 Rn=37
R=93 S=0 C=6 A=255 Rn=44
R=94 S=0 C=7 A=0 Rn=50
R=88 S=0 C=8 A=0 Rn=37
Решил собрать антенну диполь, совмещенную с фильтром, гасящим все выше 500МГц.
Фильтр посчитал по одной из найденных ссылок, там же приведена и схема -
www.wa4dsy.net/cgi-bin/lc_filter?FilterResponse=Lo…
Выбрал фильтр 5 порядка, для него требуется 2 конденсатора на 8.2пФ, один на 15пФ и 2 катушки на 25нГн, катушки посчитал по калькулятору -
www.66pacific.com/calculators/coil_calc.aspx
каждая катушка - 2 витка диаметром 4.5мм (проще всего их намотать на 4мм сверле).
Нарисовал простую плату (приложил файл для SprintLayout), вырезал на ЧПУ, спаял, получилась вот такая штучка
Сперва вместо усиков диполя впаял второй sma разъем и замерил пропускание самого фильтра. Без каких-либо подстроек фильтр дал то, что требуется, <1dB потери на нужной 440МГц и около 40dB ослабление на 1.2ГГц.
После добавил усы диполя, подстроил под нужную частоту и замерил ее согласование (с направленным ответвителем) в широком диапазоне. Получилось требуемое согласование на 440МГц и добавилось паразитное согласование (из-за сочетания свойств фильтра и антенны) где-то на 550МГц. Но там сильных помех нет и меня это вполне устраивает. Зато выше 700 все чисто.
Для сравнения, такой же график обычного диполя без фильтра (этот диполь стоит на передатчике). Видно, что диполь прекрасно принимает не только на основной частоте 440, но и на кратных 1.3ГГц, 2.3ГГц. От чего и вылезла проблема.
Антенку с фильтром проверил на коптере, при включении видео передатчика ухудшений приема по логам уже не увидел. Что мне и требовалось. Осталось сделать маленький корпус для фильтра (чтобы не смять катушки) и проверить в полете.
На ebay продается достаточно интересный и недорогой анализатор
NWT4000 138M-4.4G sweep simple spectrum analyzer generator (по этому названию легко находится десяток ссылок)
И простой направленный мост для анализа антенн
2MHz-1500MHz RF Reflection Bridge Directional VSWR SWR Bridge/Antenna Analyzer
Я их купил несколько месяцев назад и сейчас решил написать о их возможностях и недостатках.
Анализатор может работать в 3 режимах -
1 - просто генератор, на выход выдает близкий к прямоугольному (богатый лишними гармониками) сигнал нужной частоты (от 140МГц до 4.4ГГц), выходная мощность около -6dBm.
2 - измеритель мощности входного сигнала на заданной частоте (ширина чувствительности около 1МГц), с динамическим диапазоном примерно от +10dBm до -80dBm. Вполне можно относить подальше передатчик (видео на 1.2 или LRS), подключать к анализатору разные антенны и оценивать их чувствительность и диаграмму направленности.
3 - скалярный анализатор, то есть между выходом и входом можно подключить например фильтр и оценить его пропускание, или поставить пару антенн на вход и на выход и оценить примерно передачу от одной к другой, или поставить ответвитель либо направленный мост, и оценивать с ним согласование антенны. Дин диапазон анализатора - около 80dB, этого с головой хватает для анализа антенн с мостом (типичные -20dB на выходе моста, плюс направленность моста 20-30dB в лучшем случае требуют всего 40-50dB, то есть измерения антенн ограничивает качество моста, а не диапазон анализатора).
Пример анализа фильтра LPF1400 от bevrc, анализ вполне согласуется с более дорогим прибором и у меня к нему никаких претензий.
Пример анализа 3-х разных антенн с мостом -
светлозеленый график- отклик моста без антенны (на разъеме ничего, почти полное отражение)
розовый график - 50ом нагрузка, минимум отражения, доступный диапазон измерений антенн с этим мостом получается около 20dB (между обоими графиками)
оранжевый, голубой и красный графики - 3 разных антенны, чем ближе график к розовому тем лучше согласование.
на оранжевом графике видны пики на 1080МГц - в момент измерений рядом был включен видеопередатчик и дал помехи на своем канале (так кстати вполне удобно видеть, попал ли минимум антенны в полосу передатчика)
4 - анализатор спектра - самая слабая возможность, т.к. во первых RBW входного приемника около 1МГц и чувствительность смещена в сторону на 250кГц. Во вторых софт (WinNWT) не способен делать стандартные для анализатора вещи - строить осредненный график, пиковый график по нескольким замерам, он лишь просто может построить один график, дать его запомнить и построить еще один, и затем визуально сравнить один с другим.
Для примера, на вход подан достаточно качественный сигнал 150МГц от внешнего генератора с разной мощностью (-10dBm, -30dBm, -50dBm) и для каждого построен график.
Грубо говоря, отдельные пики разных каналов LRS он различить не в состоянии, а примерную ширину передачи видео сигнала, и в каком канале идет передача - это он покажет.
Мой краткий вывод - для настройки антенн на 433МГц, 1.2ГГц, 2.4ГГц этого анализатора вполне хватит. Жаль только, что он не дотягивается до 6ГГц для полного покрытия всех FPV диапазонов.
Достался мне на время хороший анализатор спектра ( Signal Hound SA44B ), решил посмотреть им пару протоколов управления, LRS Expert на 433МГц и FrSky Taranis на 2.4ГГц.
Для начала LRS Expert (передатчик Tiny, включен был на 0.5ватта)
Обзорная картинка, видны все 8 каналов, полоса частот заметно сдвинута от обычных 433МГц, это стоит учитывать при настройке антенн (особенно Яги)
Отдельный канал (номер 92, частота в идеале должна быть 438.595МГц)-
Спектральная чистота не ахти, виден главный трехгорбый канал передачи, довольно широкий фазовый шум и две паразитных копии канала, на 50dB слабее и на 330кГц правее и левее основной частоты. При шаге сетки частот 60кГц, помеха получается на 330/60 = 5.5 каналов левее и правее. По идее считаться приемником как реальный пакет не должна.
В целом, я бы сказал что LRS портит эфир достаточно широко (не только официальные узкие зоны по 25КГц), но гораздо шире. И если хочется на поле использовать 2 LRS передатчика, то второй приемник-передатчик надо биндить при включенном первом, чтобы он попытался занять не забитые каналы.
Тут детально показаны 2 соседних канала, хорошо видно, как почти в полосе правого канала пролезает слабая копия какого-то третьего канала.
Посмотрел одиночный пакет в канале, обычная частотная модуляция (±7.5КГц от основной частоты), длительность пакета около 24мс, видны начало пакета (просто гребенка) и затем сами данные.
Теперь FrSky Taranis,
Имеющйся у меня анализатор страдает тем, что в реальном времени он не способен вырезать копию прыгающего сигнала на 21МГц левее реального (он хорошо работает со статичными данными, вырезая постобработкой ложные переотражения), поэтому обзорная картинка не очень правдоподобна, часть пиков мнимые и реальный диапазон около 70МГц, не 90МГц как на картинке.
Детально посмотреть хвосты спектра отдельного канала не удалось, может в следующий раз…
Посмотрел на отдельный пакет передачи данных, принцип кодирования ровно тот же как в LRS, такая же FM модуляция, в пакете сперва идет начальная гребенка и затем сами данные, только пакет короче по времени (5мс), и размах модуляции намного шире - 60КГц вместо 7.5КГц. Что с одной стороны позволяет передать сравнимый набор данных за гораздо меньшее время, но с другой стороны больше отклонение - больше уязвимость к помехам. Ну и интересно, как будут работать 2 тараниса на одном поле, как они будут обходить взаимно занятые каналы… Надеются что паттерн прыжков будет разный и пакеты будут редко пересекаться и взаимно портиться?