Какой ВЧ передатчик и приемник купить для большой дальности

У меня есть 3 основных вопроса, которые я хочу знать. В основном я занимался информатикой, но недавно у меня появилась ардуино, с которой можно поиграться. Я также извлек несколько двигателей из старого радиоуправляемого квадрокоптера, который у меня был. Я подумал, что с этими частями я мог бы построить свой собственный квадрокоптер Arduino в качестве учебного проекта. Во всяком случае, я провел некоторое исследование радиочастотных передатчиков и приемников, но их было много типов, и я не был уверен, какой из них выбрать. Что приводит к моим вопросам

  1. Мощность определяет дальность? Есть много передатчиков с разной степенью мощности, и кажется довольно логичным, что больше мощность = больше радиус действия. Мне было интересно, так ли это на самом деле, и мне следует искать передатчик с большей потребляемой мощностью.
  2. 2.4 ghz через объекты проходит? Я читал о том, что большинство радиоуправляемых передатчиков переключаются на 2,4 ГГц, потому что там меньше помех, но я также читал, что вам нужна прямая видимость. Но затем, глядя вверх, оказывается, что вам нужна только радиолиния, которая больше похожа на эллипс, чем на прямую. Поэтому мне было интересно, будет ли работать 2,4 ГГц для меня, так как в конечном итоге я хочу летать на нем там, где я его не вижу, и управлять им с помощью камеры FP.
  3. Что дает мне каналы? https://m.ebay.com/itm/1-pair-of-RF-433Mhz-Transmitter-and-Receiver-Module-Kit-for-Arduino-Raspberry-Pi-/311858165335 Этот модуль, например, имеет на приемнике 3 клеммы, VCC, GND и данные. Значит ли это, что у него только 1 канал? Означает ли это, что с помощью этого модуля я могу управлять только одной функцией (т.е. вращением вперед/назад)?

Подводя итог, я надеялся, что кто-нибудь сможет указать мне приличную комбинацию передатчика и приемника с дальностью действия 1000 м и несколькими каналами. Не ищу готовые, только схемы. Надеюсь все понятно и спасибо

Просить совета по продукту не по теме, но, поскольку вы также задаете некоторые другие вопросы, я не голосую за закрытие, но рекомендую вам удалить часть о рекомендации конкретного продукта и изменить заголовок в соответствии с остальной частью вашего вопроса.
Что важно для радиоуправляемых игрушек, так это то, какие радиодиапазоны свободно доступны в вашей стране. Глядя на ваше изображение пользователя, я предполагаю, что вы живете в США, и тогда 433 МГц на самом деле не вариант. 2,4 ГГц, однако, является свободной полосой, но радио 2,4 ГГц будет иметь меньший диапазон по сравнению с 433 МГц.

Ответы (2)

Диапазон радиочастотной связи в первую очередь определяется отношением сигнал-шум (SNR) принимаемого сигнала и чувствительностью набора микросхем приемника. SNR прямо пропорционально принимаемой мощности п р .

  1. Мощность определяет дальность?

Да, большая мощность увеличивает радиус действия. Но не рекомендуется увеличивать дальность, просто увеличивая мощность, поскольку существуют правила FCC в отношении максимальной мощности, которую можно передавать, а также большая мощность может увеличить помехи в близлежащих устройствах. Кроме того, чтобы увеличить дальность в два раза, вам нужно увеличить мощность более чем в 4 раза из-за закона обратных квадратов. Вам необходимо более подробно изучить уравнение передачи Фрисса .

п р "=" п т г т г р λ 2 4 π р 2

Из уравнения Фрисса видно, что есть и другие факторы, которые мы можем настроить для увеличения дальности (например, коэффициент усиления антенны и частота).

  1. 2.4 ghz через объекты проходит?

Такие частоты, как 2,4 ГГц или 5 ГГц, сильно поглощаются телами с высоким содержанием воды. Таким образом, деревья будут иметь тенденцию значительно ослаблять сигнал (если они присутствуют в прямой видимости (LOS)). Существуют дроны, которые используют эти частоты для дистанционного управления или передачи видео FPV, но они используют направленную антенну (антенну с более высокой усиления) на неподвижной стороне. Вы можете сделать то же самое или использовать более низкие частоты ниже ГГц (например, диапазон ISM 868 МГц/915 МГц или диапазон ISM 433 МГц в зависимости от вашей страны). Эти более низкие частоты имеют меньшие потери на трассе и, таким образом, имеют тенденцию проникать на большие расстояния с той же величиной передаваемой мощности и усилением антенны.

  1. Что дает мне каналы?

Каналы обычно представляют собой области в частотной области, которые Tx-Rx использует для связи. Ваша пара Tx-Rx использует только одну частоту 433 МГц и, следовательно, имеет только один канал. Но вы можете передавать любые цифровые данные (соответствующие вращению, движению вперед-назад) по этому каналу в зависимости от того, как вы разрабатываете свой протокол данных. Вам не нужны отдельные каналы для передачи разных типов данных. [Примечание: будет ограничение на максимальную скорость передачи данных, которая может быть достигнута на этой частоте 433 МГц, и этой скорости будет недостаточно для передачи видео.]

Также в многоканальных устройствах одновременно можно использовать только один канал. Преимущество многоканальных устройств в том, что если какой-то канал перегружен, то можно переключиться на другие каналы.

Есть много готовых устройств FPV Tx-Rx на разных частотах. Если вы хотите создать его самостоятельно, вам нужно сначала решить, в какой полосе частот вы хотите работать, а затем найти соответствующие наборы микросхем/модули, которые могут обеспечить желаемую скорость передачи данных. Только после того, как вы проведете анализ бюджета радиоканала, вы приступите к фактической реализации.

Надеюсь, это прояснит ваши сомнения.

Спасибо, это очень помогло. Но когда вы говорите, что при использовании 2,4 ГГц большинство дронов используют антенну с более высоким коэффициентом усиления, означает ли это, что антенна является отдельным компонентом модуля Tx-Rx? Я думал, что антенна встроенная, но можно ли ее модифицировать?
Нельзя использовать встроенную антенну. Он не будет направленным (т.е. с высоким коэффициентом усиления). Поэтому вам следует выбрать модуль, к которому можно подключить внешнюю антенну через разъемы типа U.FL или SMA.
sparkfun.com/products/690 будет ли этот передатчик считаться многоканальным? Там написано: «Программно выбираемый канал от 2400 МГц до 2525 МГц (125 выбираемых каналов)». И, глядя на техпаспорт, у него максимальная мощность 0 дБм, так что в этом случае, какой диапазон я мог бы получить с антенной 15 дБ?
Кроме того, более высокие частоты затрудняют отражение радиоволн от окружающих предметов. 2,4 ГГц и выше имеют ужасные характеристики, если вы поместите большой металлический предмет между tx и rx. Например, здания из железобетона.

Вот анализ канала для канала 3000 МГц с использованием всенаправленных антенн для TX и RX, с 10 дБ SignalNoiseRatio (для надежной линии потребуется обнаружение ошибок и исправление), скорость передачи данных 1 мегабит, коэффициент шума первого усилителя приемника 3 дБ (очень простой параметр для удовлетворения)

-174 dBm/rootHertz больцмана/джонсона/найквиста/случайного шума при 290K

  • 60 дБ для 1 мегабита (близкая к полосе пропускания 1 мегагерц)

  • 3 дБ для коэффициента шума малошумящего усилителя

  • 10 дБ для используемого SNR системы (до EDC)

  • Потери согласования 1 дБ от антенны до МШУ

-174 + 60 + 3 + 10 + 1 = -174 + 74 = -100 дБм (что составляет 6,3 мкВ пик-пик на 50 Ом)

Предположим, мощность передатчика 1 Вт; энергия распространяется в дальнем поле (все, что дальше 1 длины волны, очень близко к чистому дальнему полю) в поведении Range^2; немного математики с участием полушарий приводит к потере 22 дБ. Формула потери пути становится

PathLoss = +22 дБ + 10 * log10[(расстояние/длина волны)^2]

длина волны 0,1 метра на частоте 3000 МГц

Предположим, что расстояние равно 1000 метров, следовательно, расстояние/длина волны = 10 000.

Pathloss = +22 + 10 * log10 (10 000^2) = +22 + 10 * log10 (100 000 000)

Pathloss = +22 + 10 * 8 = 22 + 80 = +102 дБ.

Наша мощность передачи составляет 1 Вт, или 0 дБВт, или +30 дБмиливатт, или +30 дБм.

+30 дБм - (Потери на пути 102 дБ) = -72 дБ.

И наша первая часть анализа показала, что нам нужно как минимум -100 дБм или сильнее.

Таким образом, мы имеем запас -72 - (100) = +28 дБ.

Как показывают ответы некоторых других, начинаются потери. Получайте удовольствие.

У меня почти нет опыта в области радиосвязи, поэтому большая часть информации прошла мимо меня. Не могли бы вы объяснить это немного больше?
Какой ВЧ передатчик и приемник купить для большой дальности
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v