Разработчик БПЛА
🇷🇺🇺🇦 Русский БПЛА зафиксировал сначала пролёт украинской ЗУР мимо себя, а потом ещё запечатлел попадание в себя, которое ни к чему не привело и беспилотник продолжил выполнение задания. Мы пытались идентифицировать БПЛА, но с данного ракурса это трудно сделать.…
По внешнему виду и траектории удара вторая ракета опознана как Кроталь
Forwarded from Хроника оператора БпЛА
Теория_и_практика_применения_БЛА_дронов_Народный_перевод.pdf
2.4 MB
Теория и практика применения БЛА (дронов)
Пособие
Первоначально издано ВСУ в 2022 году. Переведено неофициально на русский язык в ноябре-декабре 2022 года.
#народныйперевод
@svo_institute
Пособие
Первоначально издано ВСУ в 2022 году. Переведено неофициально на русский язык в ноябре-декабре 2022 года.
#народныйперевод
@svo_institute
Интересно, кто теперь заменит раненого в афедрон ракетчика на полях сражений со здравым смыслом?
https://t.me/rsotmdivision/3366
https://t.me/rsotmdivision/3366
Telegram
💀REVERSE SIDE OF THE MEDAL💀
Хохлы ответят нам !
ВладлЭн говорит, скоро жахнем. Согласен. Пойду закупаться комплектухой, чтобы потом отката курса рубля не ждать 😎
Как я уже писАл, фронту нужны такие простые беспилотники. Если ребята смогут сделать его надёжным и устойчивым к РЭБ, это хорошая замена орлану во многих случаях.
Forwarded from КБ «Око»
У нас две новости.
Первая новость.
Получили огромный интерес и предзаказы на «Привет-82» (Так мы переименовали Привет-мини).
Сейчас готовим предсерийную тестовую партию в два десятка бортов, которые будут переданы на тестирование «за ленточкой» уже в начале Января.
Будем работать над улучшением нашего изделия в том числе вместе с Центром Беспилотных Систем им Владимира Жоги.
Вторая новость похуже.
Мы не укладываемся в сроки по «Привет-120». Погода, ограниченность в ресурсах - к сожалению мы движемся медленнее, чем хотелось бы.
Работаем над привлечением финансирования, это позволит нам двигаться быстрее, чем сейчас.
Дорожная карта будет обновлена в ближайшее время.
Первая новость.
Получили огромный интерес и предзаказы на «Привет-82» (Так мы переименовали Привет-мини).
Сейчас готовим предсерийную тестовую партию в два десятка бортов, которые будут переданы на тестирование «за ленточкой» уже в начале Января.
Будем работать над улучшением нашего изделия в том числе вместе с Центром Беспилотных Систем им Владимира Жоги.
Вторая новость похуже.
Мы не укладываемся в сроки по «Привет-120». Погода, ограниченность в ресурсах - к сожалению мы движемся медленнее, чем хотелось бы.
Работаем над привлечением финансирования, это позволит нам двигаться быстрее, чем сейчас.
Дорожная карта будет обновлена в ближайшее время.
Поговорим о частотах и об антеннах #учебка
В связи с применением Украинцами FPV камикадзе, в чатах началась истинная инженерная содомия с идеями одна чудесатее другой. К сожалению, люди не понимают принципов распространения радиоволн, а также принципов их приёма и передачи.
Существует общее правило – чем выше частота, тем лучше её отражающие свойства и хуже проникающие. И наоборот. Именно поэтому в радарах применяются гигагерцы, а в дальней радиосвязи – килогерцы. Если на дроне, работающем на 5,8 ГГц вы залетите за ЖБ высотку, вы потеряете связь. Аналогичный БПЛА с 27-40 МГц аппаратурой (есть деды, кто помнит такую?) высотку не почувствует, лишь чуть снизится сигнал.
Поэтому решение, казалось, бы на поверхности – понижаем частоту связи до предела и радуемся.
Но нет.
Есть и обратная сторона медали. Выражается она в ширине полосы диапазона, как стандартизованной правилами, так и предопределённой физикой. На 40 МГц невозможно передавать 40 Мбит HD видео. Вообще никак. Даже для аналогового видео существует некая минимальная частота, в которую можно упихать все строки видеосигнала.
Ещё одно ограничение – физические размеры антенны. Они зависят от типа антенны.
На БПЛА вы, скорее всего, столкнётесь с пятью типами, это: Штырь, Диполь, Патч, Клевер, Яги. Рассмотрим первые три, а две последних описывать мне лень, всё равно вы их купите готовыми и не будете рассчитывать.
В связи с применением Украинцами FPV камикадзе, в чатах началась истинная инженерная содомия с идеями одна чудесатее другой. К сожалению, люди не понимают принципов распространения радиоволн, а также принципов их приёма и передачи.
Существует общее правило – чем выше частота, тем лучше её отражающие свойства и хуже проникающие. И наоборот. Именно поэтому в радарах применяются гигагерцы, а в дальней радиосвязи – килогерцы. Если на дроне, работающем на 5,8 ГГц вы залетите за ЖБ высотку, вы потеряете связь. Аналогичный БПЛА с 27-40 МГц аппаратурой (есть деды, кто помнит такую?) высотку не почувствует, лишь чуть снизится сигнал.
Поэтому решение, казалось, бы на поверхности – понижаем частоту связи до предела и радуемся.
Но нет.
Есть и обратная сторона медали. Выражается она в ширине полосы диапазона, как стандартизованной правилами, так и предопределённой физикой. На 40 МГц невозможно передавать 40 Мбит HD видео. Вообще никак. Даже для аналогового видео существует некая минимальная частота, в которую можно упихать все строки видеосигнала.
Ещё одно ограничение – физические размеры антенны. Они зависят от типа антенны.
На БПЛА вы, скорее всего, столкнётесь с пятью типами, это: Штырь, Диполь, Патч, Клевер, Яги. Рассмотрим первые три, а две последних описывать мне лень, всё равно вы их купите готовыми и не будете рассчитывать.
Штырь.
Самая простая антенна. Представляет собой буквально штырь или однополярный вибратор. Эффективная длина штыря составляет четверть длины волны. Например, для 40 МГц это будет, без малого, 2 метра. А для 5,8 ГГц это будет 13 миллиметров. Чувствуете разницу?
У штыря есть две гадских особенности. Первая, это его диаграмма направленности. Выглядит она, будто из-под штыря выдавливают пластилин. Как видно из рис. 1, количество «лепестков» этого выдавленного бублика зависит от расстояния до основного противовеса, а рис. 2 показывает, как диаграмма размазывается по направлению дополнительных противовесов. Если для наземной станции управления такая диаграмма ещё куда ни шла, то на борту уровень сигнала будет очень сильно завесить от взаимной ориентации штырей на земле и на борту.
Внимательные уловили слово «противовес». Это не трос, на котором висит антенна, а… заземление. Поскольку штырь – не симметричный вибратор, ему надо на что-то замыкаться полем и в классике радиосвязи он замыкался на грунт. В грунт же заземлялась и радиостанция. Штырь и грунт образовывали пару и в конце обязательно женились.
На борту БПЛА грунта нет, и роль противовеса выполняет абсолютно всё, что соединено с общим проводом, он же минус питания, он же GND, он же земля. Все дорожки, все экраны модулей, пластины батарей и радиаторы. Вот это всё – противовес, на который замыкается поле, и диаграмма направленности рассекается согласно хитросплетениям этих проводников.
Дополнительно, по этим проводникам к штырю бегут обратные токи высокой частоты, наведённые его полем. Токи выпрямляются на защитных диодах ножек микросхем и создают там уровни постоянного и не очень напряжения, гуляют где хотят внутри кристалла контроллера и, в целом, ведут себя хамски. Ну а вы ипётесь с непонятными наводками на видео, перезагрузками чипа, враньём датчиков и прочими мистическими процессами в вашей плате.
Самая простая антенна. Представляет собой буквально штырь или однополярный вибратор. Эффективная длина штыря составляет четверть длины волны. Например, для 40 МГц это будет, без малого, 2 метра. А для 5,8 ГГц это будет 13 миллиметров. Чувствуете разницу?
У штыря есть две гадских особенности. Первая, это его диаграмма направленности. Выглядит она, будто из-под штыря выдавливают пластилин. Как видно из рис. 1, количество «лепестков» этого выдавленного бублика зависит от расстояния до основного противовеса, а рис. 2 показывает, как диаграмма размазывается по направлению дополнительных противовесов. Если для наземной станции управления такая диаграмма ещё куда ни шла, то на борту уровень сигнала будет очень сильно завесить от взаимной ориентации штырей на земле и на борту.
Внимательные уловили слово «противовес». Это не трос, на котором висит антенна, а… заземление. Поскольку штырь – не симметричный вибратор, ему надо на что-то замыкаться полем и в классике радиосвязи он замыкался на грунт. В грунт же заземлялась и радиостанция. Штырь и грунт образовывали пару и в конце обязательно женились.
На борту БПЛА грунта нет, и роль противовеса выполняет абсолютно всё, что соединено с общим проводом, он же минус питания, он же GND, он же земля. Все дорожки, все экраны модулей, пластины батарей и радиаторы. Вот это всё – противовес, на который замыкается поле, и диаграмма направленности рассекается согласно хитросплетениям этих проводников.
Дополнительно, по этим проводникам к штырю бегут обратные токи высокой частоты, наведённые его полем. Токи выпрямляются на защитных диодах ножек микросхем и создают там уровни постоянного и не очень напряжения, гуляют где хотят внутри кристалла контроллера и, в целом, ведут себя хамски. Ну а вы ипётесь с непонятными наводками на видео, перезагрузками чипа, враньём датчиков и прочими мистическими процессами в вашей плате.
Победить эту проблему довольно просто. Во-первых, нужно до неё не доводить и трассировку плат отдавать профессионалам. Во-вторых, нужно рассекать землю по высокой частоте. И делается это довольно просто – зеркальным П фильтром (или каскадным фильтром, но это отдельная тема).
Передатчик со всей своей обвязкой должен быть выделен на отдельном участке платы (либо отдельным модулем), со своей «землёй» и питанием. С остальной платой и земля, и питание передатчика должны соединяться через катушки L2 и L1 соответственно (рис. 3) с шунтирующими конденсаторами по обе стороны. Частота среза П-образного фильтра, fc, рассчитывается по формуле на рисунке 4. Только ради формулы этот рисунок тут и есть. Ну и из-за наглядного графика среза фильтра. Согласно требуемой частоте среза рассчитывается произведение индуктивности катушки на ёмкость конденсатора LC, под которое уже подбираются конкретные значения ёмкости и индуктивности.
Данная частота среза фильтра, получаемая из формулы, это частота, при которой коэффициент передачи равен 0.707 (или -3дБ). Этого мало, поэтому номиналы LC можно тупо помножить на 5-10, уводя частоту среза всё ниже и ниже. По-хорошему, она должна быть в 10-100 раз ниже рабочей частоты передатчика. Благо что на частотах современных передатчиков номиналы и габаритные размеры LC пары остаются маленькими даже после такого умножения.
LC фильтр это, условно, резистор для высокой частоты. Если постоянный ток проходит через фильтр свободно (медная проволока обмотки катушки имеет малое сопротивление, а конденсатор и вовсе незаметен для постоянного тока), то для высокой частоты, переменных и импульсных токов это тернистый путь, в котором они сильно затухают, в десятки и сотни раз. Можно сказать, что зеркальный П-фильтр разрезает вашу плату/схему на участки с собственными ВЧ контурами. И участок платы за пределами фильтра уже не может выступать противовесом для вашей антенны. Токи она по-прежнему будет туда наводить, но их величина будет ограничена реактивным сопротивлением фильтра и снижена в десятки-сотни раз.
Передатчик со всей своей обвязкой должен быть выделен на отдельном участке платы (либо отдельным модулем), со своей «землёй» и питанием. С остальной платой и земля, и питание передатчика должны соединяться через катушки L2 и L1 соответственно (рис. 3) с шунтирующими конденсаторами по обе стороны. Частота среза П-образного фильтра, fc, рассчитывается по формуле на рисунке 4. Только ради формулы этот рисунок тут и есть. Ну и из-за наглядного графика среза фильтра. Согласно требуемой частоте среза рассчитывается произведение индуктивности катушки на ёмкость конденсатора LC, под которое уже подбираются конкретные значения ёмкости и индуктивности.
Данная частота среза фильтра, получаемая из формулы, это частота, при которой коэффициент передачи равен 0.707 (или -3дБ). Этого мало, поэтому номиналы LC можно тупо помножить на 5-10, уводя частоту среза всё ниже и ниже. По-хорошему, она должна быть в 10-100 раз ниже рабочей частоты передатчика. Благо что на частотах современных передатчиков номиналы и габаритные размеры LC пары остаются маленькими даже после такого умножения.
LC фильтр это, условно, резистор для высокой частоты. Если постоянный ток проходит через фильтр свободно (медная проволока обмотки катушки имеет малое сопротивление, а конденсатор и вовсе незаметен для постоянного тока), то для высокой частоты, переменных и импульсных токов это тернистый путь, в котором они сильно затухают, в десятки и сотни раз. Можно сказать, что зеркальный П-фильтр разрезает вашу плату/схему на участки с собственными ВЧ контурами. И участок платы за пределами фильтра уже не может выступать противовесом для вашей антенны. Токи она по-прежнему будет туда наводить, но их величина будет ограничена реактивным сопротивлением фильтра и снижена в десятки-сотни раз.
Но у данного фильтра есть и подстава. Поскольку некоторые передатчики могут всасывать не хилый ток во время передачи (например, GSM модули кушают от 2 до 5 ампер), падение на нижней катушке фильтра L2 может превысить 0.3В. Это типичное напряжение падения на защитных диодах, которые стоят в любой КМОП микросхеме по каждому входу (рис. 5). Они нужны потому, что КМОП чипы очень чувствительны к статике и на заре технологии чипы перевозились только в фольге, а брать в руки их можно было только заземлившись. Собственно, антистатические пакеты – это всё оттуда идёт.
Защитные диоды работают по принципу предохранительных клапанов. Если напряжение на ноге чипа выше напряжения питания, верхний диод, D1, стравливает его в общее питание, где оно рассасывается на схеме и стабилизаторе питания. Ежели напряжение ниже питания или имеет отрицательное значение, открывается нижний диод, D2, и стравливает напряжение в землю. Нюанс в том, что диоды рассчитаны на электростатику, которая не обладает большой энергией/током. Они не рассчитаны на пропускание токов больших значений (хотя явление паразитного питания в электронике известно).
А теперь представим ситуацию что ваш передающий модуль спит. На его интерфейсных входах главным контроллером установлены уровни 0, то есть земли. Земли модуля и контроллера равны по потенциалу. И тут модуль решает поискать сеть или просто так всосать ток. Увеличивается падение на катушках L1 и L2 фильтра, что приводит к понижению напряжения на передатчике. Но самое главное – смещается уровень земли передатчика относительно земли контроллера. Земля передатчика поднимается по потенциалу, а 0 на интерфейсном входе уже не 0, а отрицательное, относительно земли передатчика, напряжение. И если этот перекос превысит 0.3 вольта, вход пробъёт и у вас погорит передатчик. Поэтому, нарезая земли, учитывайте активное падение на нижней катушке L2 таким образом, чтобы во всём диапазоне потребления передатчика у вас не было перекоса выше 0.15В.
Защитные диоды работают по принципу предохранительных клапанов. Если напряжение на ноге чипа выше напряжения питания, верхний диод, D1, стравливает его в общее питание, где оно рассасывается на схеме и стабилизаторе питания. Ежели напряжение ниже питания или имеет отрицательное значение, открывается нижний диод, D2, и стравливает напряжение в землю. Нюанс в том, что диоды рассчитаны на электростатику, которая не обладает большой энергией/током. Они не рассчитаны на пропускание токов больших значений (хотя явление паразитного питания в электронике известно).
А теперь представим ситуацию что ваш передающий модуль спит. На его интерфейсных входах главным контроллером установлены уровни 0, то есть земли. Земли модуля и контроллера равны по потенциалу. И тут модуль решает поискать сеть или просто так всосать ток. Увеличивается падение на катушках L1 и L2 фильтра, что приводит к понижению напряжения на передатчике. Но самое главное – смещается уровень земли передатчика относительно земли контроллера. Земля передатчика поднимается по потенциалу, а 0 на интерфейсном входе уже не 0, а отрицательное, относительно земли передатчика, напряжение. И если этот перекос превысит 0.3 вольта, вход пробъёт и у вас погорит передатчик. Поэтому, нарезая земли, учитывайте активное падение на нижней катушке L2 таким образом, чтобы во всём диапазоне потребления передатчика у вас не было перекоса выше 0.15В.
Ну и качества контактов в разъёмах это тоже касается, т.к. даже без фильтров можно убить модуль (или нарушить их связь) по такому сценарию из-за окислившейся лапы китайского коннектора. Любителям собирать дроны из платок с али и потом впаривать их клиентам как убер нано девелопмент с рефакторингом вот в этом месте стоит задуматься.
Вообще, раз уж мы полезли в тему наводок, стоит также осознать понятие добротности. Если упростить, добротность сводится к активному (не реактивному) сопротивлению R контура, проводника или конкретного радиоэлемента и определяет его способность поддерживать в себе затухающие колебания. Чем ниже R, тем охотнее токи гуляют в элементе и тем дольше в нём живут без поддержки. Ежели R высоко, колебания быстрее тухнут, а их амплитуда – меньше. Аудиофилы знают такой параметр у конденсаторов – ESR. Вот это оно и есть. Только в случае кондёра низкий ESR позволяет ему проглатывать более высокочастотные сигналы, тогда как мимо кондёра с высоким ESR они пролетают, помахав ручкой. Обычно аудиофилы своей кривой трассировкой плат на корню убивают ESR хороших кондёров, но это уже другая грустная история.
В случае плат БПЛА, высокой добротностью обладают медные дорожки плат и провода, т.к. имеют низкое активное сопротивление. Выше мы посчитали, что эффективная длина волны для 5.8 ГГц, это всего 13мм. Такая дорожка легко может найтись на плате и принимать сигнал своего же борта в полную силу. Одновибратором антенны станет сама дорожка, конденсатором резонансного контура – затворная ёмкость ноги микросхемы, а выпрямляющим диодом – защитный диод этой же ноги микросхемы. И вот, у нас уже собран детекторный приёмник на каждой ножке нашего контроллера! Осталось, чтобы излучаемая частота или её гармоника попала в резонанс с этим контуром и здравствуйте бессонные ночи. Поэтому, такие дорожки надо либо притягивать конденсаторами на землю, увеличивая ёмкость контура и выводя резонансную частоту из опасной зоны, либо увеличивать активное сопротивление дорожки включая в неё резисторы - терминаторы. Разумеется, речь тут идёт только о входах микросхем и контроллеров, т.к. выходы и так обладают низким сопротивлением и никаких наведённых резонансов там не возникнет.
Интерфейсные дорожки могут «звенеть» при передаче данных, особенно, на длинных кабелях. Возможно возникновение эффекта стоячей волны и отражения сигнала от входа. Это касается таких популярных интерфейсов как SPI, I2C, UART, USB. Терминатор на 16-30 ом, впаянный со стороны входа сигнала, способен избавить вас от головной боли в один момент.
К слову, по стандарту USB терминаторы 27 ом там обязаны быть на обеих линиях.
Увы, в рамках одного поста не объяснить всех нюансов, но, надеюсь, мне удалось указать общий вектор борьбы с наводками на борту.
Вообще, раз уж мы полезли в тему наводок, стоит также осознать понятие добротности. Если упростить, добротность сводится к активному (не реактивному) сопротивлению R контура, проводника или конкретного радиоэлемента и определяет его способность поддерживать в себе затухающие колебания. Чем ниже R, тем охотнее токи гуляют в элементе и тем дольше в нём живут без поддержки. Ежели R высоко, колебания быстрее тухнут, а их амплитуда – меньше. Аудиофилы знают такой параметр у конденсаторов – ESR. Вот это оно и есть. Только в случае кондёра низкий ESR позволяет ему проглатывать более высокочастотные сигналы, тогда как мимо кондёра с высоким ESR они пролетают, помахав ручкой. Обычно аудиофилы своей кривой трассировкой плат на корню убивают ESR хороших кондёров, но это уже другая грустная история.
В случае плат БПЛА, высокой добротностью обладают медные дорожки плат и провода, т.к. имеют низкое активное сопротивление. Выше мы посчитали, что эффективная длина волны для 5.8 ГГц, это всего 13мм. Такая дорожка легко может найтись на плате и принимать сигнал своего же борта в полную силу. Одновибратором антенны станет сама дорожка, конденсатором резонансного контура – затворная ёмкость ноги микросхемы, а выпрямляющим диодом – защитный диод этой же ноги микросхемы. И вот, у нас уже собран детекторный приёмник на каждой ножке нашего контроллера! Осталось, чтобы излучаемая частота или её гармоника попала в резонанс с этим контуром и здравствуйте бессонные ночи. Поэтому, такие дорожки надо либо притягивать конденсаторами на землю, увеличивая ёмкость контура и выводя резонансную частоту из опасной зоны, либо увеличивать активное сопротивление дорожки включая в неё резисторы - терминаторы. Разумеется, речь тут идёт только о входах микросхем и контроллеров, т.к. выходы и так обладают низким сопротивлением и никаких наведённых резонансов там не возникнет.
Интерфейсные дорожки могут «звенеть» при передаче данных, особенно, на длинных кабелях. Возможно возникновение эффекта стоячей волны и отражения сигнала от входа. Это касается таких популярных интерфейсов как SPI, I2C, UART, USB. Терминатор на 16-30 ом, впаянный со стороны входа сигнала, способен избавить вас от головной боли в один момент.
К слову, по стандарту USB терминаторы 27 ом там обязаны быть на обеих линиях.
Увы, в рамках одного поста не объяснить всех нюансов, но, надеюсь, мне удалось указать общий вектор борьбы с наводками на борту.
Портал электриков ProFazu
Добротность контура: что это, в чем измеряется, формулы расчета
Рассмотрена добротность колебательного контура, добротность последовательного и параллельного колебательного контура, формулы, пример расчета.
Диполь.
Это два одинаковых четвертьволновых штыря на одной линии, один является излучателем, второй – противовесом. К первому подключён фидер, ко второму – земля. Поскольку штыря два, диполь часто называют полуволновой антенной. Работа диполя аналогична штырю, но диаграмма направленности уже близка к шарообразной с небольшими минимумами по направлению штырей. Поэтому диполь надо размещать вертикально на земле и на борту и это гарантирует хорошую связь со всех проекций. Ранее мы уже видели такое крепление диполя на Фурии и Sparrow.
Диполь жадный и своего противовеса ему мало, поэтому он тоже будет стремиться заземлиться на вашу плату, причём ещё и поломать свою диаграмму направленности согласно паразитным противовесам у вас на борту, так что резать земли надо и тут.
Вообще, это хорошая и правильная привычка, резать.
Это два одинаковых четвертьволновых штыря на одной линии, один является излучателем, второй – противовесом. К первому подключён фидер, ко второму – земля. Поскольку штыря два, диполь часто называют полуволновой антенной. Работа диполя аналогична штырю, но диаграмма направленности уже близка к шарообразной с небольшими минимумами по направлению штырей. Поэтому диполь надо размещать вертикально на земле и на борту и это гарантирует хорошую связь со всех проекций. Ранее мы уже видели такое крепление диполя на Фурии и Sparrow.
Диполь жадный и своего противовеса ему мало, поэтому он тоже будет стремиться заземлиться на вашу плату, причём ещё и поломать свою диаграмму направленности согласно паразитным противовесам у вас на борту, так что резать земли надо и тут.
Вообще, это хорошая и правильная привычка, резать.
Патч.
Привычный вид патч антенны, это керамическая пластинка с металлическим напылением. Применяется как GNSS антенна и как направленная антенна в наземных станциях. Изготавливается из керамики потому, что физические размеры антенны напрямую зависят от диэлектрической проницаемости изолятора между патчем и основанием (противовесом). Например, GPS антенна из текстолита имела бы размер 110х110мм, в то время как на базе керамики типичный размер 25х25мм, встречаются и меньшие 16х16мм. Рис. 7 даёт представлении об устройстве данного типа антенн, а рис. 8 показывает типовую диаграмму направленности, максимальную в зените и снижающуюся по мере отклонения направления сигнала от зенита.
Также мы видим три обратных лепестка. Эти лепестки позволяют антенне не только терять энергию на передаче, но и принимать отражённый мусорный сигнал с обратной стороны (в полёте - от земли). Для GNSS это чревато кучей глюков, снижением точности определения положения, восприимчивостью к дронобойкам.
И чтобы глюков не было, важно правильно выбрать размер основания (противовеса). На помощь нам придёт аппнота от u-blox, где приводятся интересные графики для антенны 25х25мм (для 16х16 результаты будут примерно те же, лишь чуть меньше).
Привычный вид патч антенны, это керамическая пластинка с металлическим напылением. Применяется как GNSS антенна и как направленная антенна в наземных станциях. Изготавливается из керамики потому, что физические размеры антенны напрямую зависят от диэлектрической проницаемости изолятора между патчем и основанием (противовесом). Например, GPS антенна из текстолита имела бы размер 110х110мм, в то время как на базе керамики типичный размер 25х25мм, встречаются и меньшие 16х16мм. Рис. 7 даёт представлении об устройстве данного типа антенн, а рис. 8 показывает типовую диаграмму направленности, максимальную в зените и снижающуюся по мере отклонения направления сигнала от зенита.
Также мы видим три обратных лепестка. Эти лепестки позволяют антенне не только терять энергию на передаче, но и принимать отражённый мусорный сигнал с обратной стороны (в полёте - от земли). Для GNSS это чревато кучей глюков, снижением точности определения положения, восприимчивостью к дронобойкам.
И чтобы глюков не было, важно правильно выбрать размер основания (противовеса). На помощь нам придёт аппнота от u-blox, где приводятся интересные графики для антенны 25х25мм (для 16х16 результаты будут примерно те же, лишь чуть меньше).
График 9 показывает изменение диаграммы направленности в зависимости от размера противовеса. Чем больше противовес, тем более выражена направленность антенны.
Графики на рис. 10 показывают усиление антенны и аксиальный коэффициент (который демонстрирует степень направленности антенны и способность ловить эти самые засветки сзади, при высоком AR обратных лепестков почти нет) в зависимости от размера основания.
Отчётливо видно, что минимальный эффективный размер основания = 50х50мм, то есть в 2 раза больше самой антенны. Оптимальный - в районе 75х75мм. А теперь посмотрите на свой китайский модуль, на котором вы собрались лепить боевой дрон, намного там основание больше антенны?
Отож.
Размер основания также влияет и на волновое сопротивление антенны, её согласование с приёмником. Маленькое основание способно не только сделать антенну восприимчивой к мусору со всех направлений, но и убить в плинтус её усиление.
Графики на рис. 10 показывают усиление антенны и аксиальный коэффициент (который демонстрирует степень направленности антенны и способность ловить эти самые засветки сзади, при высоком AR обратных лепестков почти нет) в зависимости от размера основания.
Отчётливо видно, что минимальный эффективный размер основания = 50х50мм, то есть в 2 раза больше самой антенны. Оптимальный - в районе 75х75мм. А теперь посмотрите на свой китайский модуль, на котором вы собрались лепить боевой дрон, намного там основание больше антенны?
Отож.
Размер основания также влияет и на волновое сопротивление антенны, её согласование с приёмником. Маленькое основание способно не только сделать антенну восприимчивой к мусору со всех направлений, но и убить в плинтус её усиление.