Zasięgi, anteny, dopały...
: piątek 25 lis 2011, 15:04
Cześć !
Pomyślałem że warto zobrazować by kilka zależności, które wpływają na zasięg linku RC. Zazwyczaj zakłada się że do poprawienia zasięgu najlepszy jest dopał, ale dobre rezultaty wcale nie muszą wymagać zastosowania dużej mocy nadajnika. Poza tym duża moc nadajnika niesie za sobą określone skutki uboczne.
Skorzystałem z usługi LigoWave Link Calculator, do której dostęp jest bezpłatny po założeniu konta. W ramach tej usługi możemy sprawdzić warunki propagacyjne w dowolnej lokalizacji a obsługa jest dość prosta. Wprawdzie dla laika problemem może okazać się wprowadzenie danych, jednakże w osobnym wątku postaram się napisać mały tutorial aby każdy mógł skorzystać z tego narzędzia.
Na potrzeby niniejszego przykładu zobrazowałem warunki radiowe na dobrze znanej miejscówce trójmiejskich pilotów, w gdyńskim Chwarznie. We wszystkich przypadkach założyłem że antena nadajnika na ziemi znajduje się na wysokości 1,5 metra oraz założyłem poziom sygnału docierający do odbiornika na poziomie -100dBm, jako graniczny dla zasięgu. Wartość -100dBm przyjęta została przeze mnie na oko, teoretycznie odbiorniki RC mają lepszą czułość ale biorę pod uwagę lokalne zakłócenia oraz pracę nadajnika video. Zresztą nie chodzi tu o dokładne zasięgi, lecz o porównanie jaki wpływ ma moc nadajnika, wysokość lotu i parametry anteny.
#1 - Moc 10mW i zwykły bacik - wysokość latania 50 metrów
#2 - Moc 10mW i zwykły bacik - wysokość latania 100 metrów
#3 - Moc 100mW i zwykły bacik - wysokość latania 50 metrów
#4 - Moc 100mW i zwykły bacik - wysokość latania 100 metrów
#5 - Moc 100mW i zwykły bacik - wysokość latania 250 metrów
#6 - Moc 100mW i zwykły bacik - wysokość latania 500 metrów
#7 - Moc 10mW i antena kierunkowa 17dBi - wysokość latania 100 metrów
#8 - Moc 10mW i antena kierunkowa 17dBi - wysokość latania 250 metrów
#9 - Moc 10mW i antena kierunkowa 17dBi - wysokość latania 500 metrów
Obserwacje
Typowa moc 10mW i zwykły bacik daje w otwartym terenie tyle ile daje - kilometr, czasami więcej. Niskie latanie naraża nas na utratę zasięgu w związku z przeszkodami terenowymi, jednakże nawet przy braku przeszkód nie ma co liczyć na daleki zasięg. On po prostu kończy się dość ostro i całkiem niedaleko od pilota. Oczywiście w kategorii latania odległościowego
Co się stanie gdy podniesiemy moc dziesięciokrotnie, do 100mW ? Widać, że zasięg znacznie wzrósł ale nie jest to wzrost dziesięciokrotny - możemy liczyć na trzykrotnie większy zasięg. Jak jednak widać, rzeźba terenu zaczyna mieć dla nas znaczenie. Aby w pełni skorzystać z podniesionej mocy, trzeba latać wyżej (ale nie za wysoko !).
Jeżeli jednak pójdziemy alternatywną drogą, a więc nie będziemy podnosić mocy nadajnika a zastosujemy antenę kierunkową o zysku 17dBi, która będzie kierowana na model (np. za pomocą antenna trackera), to uzyskamy jeszcze lepsze rezultaty. Jednakże widać że dopiero na wysokości 500 metrów możemy nie obawiać się zaników sygnału, wynikających z ukształtowania oraz charakterystyki terenu.
Wnioski
Najlepszym rozwiązaniem jest inwestycja w układ antenowy, dopiero po wyczerpaniu tej drogi jest sens podnosić moc. No i co ważne, należy pamiętać o wysokości lotu. Nie może być ona za mała, nie może być też za duża. Mówiąc o zasięgu musimy myśleć o tzw. LOS, czyli linii prostej łączącej obie anteny. Oznacza to że jeżeli licząc po ziemi, nasz model znajduje się na wysokości 200 metrów, to zwiększenie jego wysokości spowoduje pogorszenie zasięgu. Dlatego bicie rekordów odległości nie idzie w parze z biciem rekordów wysokości - oczywiście mówię o sytuacji w której cały czas zachowujemy zasięg RC.
Pomyślałem że warto zobrazować by kilka zależności, które wpływają na zasięg linku RC. Zazwyczaj zakłada się że do poprawienia zasięgu najlepszy jest dopał, ale dobre rezultaty wcale nie muszą wymagać zastosowania dużej mocy nadajnika. Poza tym duża moc nadajnika niesie za sobą określone skutki uboczne.
Skorzystałem z usługi LigoWave Link Calculator, do której dostęp jest bezpłatny po założeniu konta. W ramach tej usługi możemy sprawdzić warunki propagacyjne w dowolnej lokalizacji a obsługa jest dość prosta. Wprawdzie dla laika problemem może okazać się wprowadzenie danych, jednakże w osobnym wątku postaram się napisać mały tutorial aby każdy mógł skorzystać z tego narzędzia.
Na potrzeby niniejszego przykładu zobrazowałem warunki radiowe na dobrze znanej miejscówce trójmiejskich pilotów, w gdyńskim Chwarznie. We wszystkich przypadkach założyłem że antena nadajnika na ziemi znajduje się na wysokości 1,5 metra oraz założyłem poziom sygnału docierający do odbiornika na poziomie -100dBm, jako graniczny dla zasięgu. Wartość -100dBm przyjęta została przeze mnie na oko, teoretycznie odbiorniki RC mają lepszą czułość ale biorę pod uwagę lokalne zakłócenia oraz pracę nadajnika video. Zresztą nie chodzi tu o dokładne zasięgi, lecz o porównanie jaki wpływ ma moc nadajnika, wysokość lotu i parametry anteny.
#1 - Moc 10mW i zwykły bacik - wysokość latania 50 metrów
#2 - Moc 10mW i zwykły bacik - wysokość latania 100 metrów
#3 - Moc 100mW i zwykły bacik - wysokość latania 50 metrów
#4 - Moc 100mW i zwykły bacik - wysokość latania 100 metrów
#5 - Moc 100mW i zwykły bacik - wysokość latania 250 metrów
#6 - Moc 100mW i zwykły bacik - wysokość latania 500 metrów
#7 - Moc 10mW i antena kierunkowa 17dBi - wysokość latania 100 metrów
#8 - Moc 10mW i antena kierunkowa 17dBi - wysokość latania 250 metrów
#9 - Moc 10mW i antena kierunkowa 17dBi - wysokość latania 500 metrów
Obserwacje
Typowa moc 10mW i zwykły bacik daje w otwartym terenie tyle ile daje - kilometr, czasami więcej. Niskie latanie naraża nas na utratę zasięgu w związku z przeszkodami terenowymi, jednakże nawet przy braku przeszkód nie ma co liczyć na daleki zasięg. On po prostu kończy się dość ostro i całkiem niedaleko od pilota. Oczywiście w kategorii latania odległościowego
Co się stanie gdy podniesiemy moc dziesięciokrotnie, do 100mW ? Widać, że zasięg znacznie wzrósł ale nie jest to wzrost dziesięciokrotny - możemy liczyć na trzykrotnie większy zasięg. Jak jednak widać, rzeźba terenu zaczyna mieć dla nas znaczenie. Aby w pełni skorzystać z podniesionej mocy, trzeba latać wyżej (ale nie za wysoko !).
Jeżeli jednak pójdziemy alternatywną drogą, a więc nie będziemy podnosić mocy nadajnika a zastosujemy antenę kierunkową o zysku 17dBi, która będzie kierowana na model (np. za pomocą antenna trackera), to uzyskamy jeszcze lepsze rezultaty. Jednakże widać że dopiero na wysokości 500 metrów możemy nie obawiać się zaników sygnału, wynikających z ukształtowania oraz charakterystyki terenu.
Wnioski
Najlepszym rozwiązaniem jest inwestycja w układ antenowy, dopiero po wyczerpaniu tej drogi jest sens podnosić moc. No i co ważne, należy pamiętać o wysokości lotu. Nie może być ona za mała, nie może być też za duża. Mówiąc o zasięgu musimy myśleć o tzw. LOS, czyli linii prostej łączącej obie anteny. Oznacza to że jeżeli licząc po ziemi, nasz model znajduje się na wysokości 200 metrów, to zwiększenie jego wysokości spowoduje pogorszenie zasięgu. Dlatego bicie rekordów odległości nie idzie w parze z biciem rekordów wysokości - oczywiście mówię o sytuacji w której cały czas zachowujemy zasięg RC.