【博士开讲】—FPV基本装备普及知识（一）发射接收天线

zhude111

每天顶一回

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1.6 天线的工作频率范围（频带宽度）
无论是发射天线还是接收天线，它们总是在一定的频率范围（频带宽度）内工作的，天线的频带宽度有两种不同的定义：一种是指：在驻波比SWR ≤ 1.5 条件下，天线的工作频带宽度；另一种是指：天线增益下降3分贝范围内的频带宽度。
在移动通信系统中，通常是按前一种定义的，具体的说，天线的频带宽度就是天线的驻波比SWR 不超过 1.5 时，天线的工作频率范围。一般说来，在工作频带宽度内的各个频率点上, 天线性能是有差异的，但这种差异造成的性能下降是可以接受的。某些特殊的接收天线也可以用-3dB频带宽度来衡量指标。
通常2.4G视频微波用的频率段位于WiFi无线局域网的范围之内，即2400～2483MHz，一共83MHz带宽，因此，大多数的WiFi天线理论上都可以用于FPV的图像传输，只要满足机载重量、位置和极化方向要求都可以使用。

[ 本帖最后由 电动机 于 2009-2-15 00:33 编辑 ]

老三

加精贴  加精贴.........好....每天 看:em24: :em00:

闪猫

这种强贴是一定要顶的。

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1.7 FPV视频传输常用的天线
1.7.1 板状天线
无论是FPV还是常见的GSM 移动通信， 板状天线是用得最为普遍的一类极为重要的用于信号覆盖的天线。这种天线的优点是：增益高、扇形区方向图好、后瓣小、垂直面方向图俯角控制方便、密封性能好，可靠高以及使用寿命长。 板状天线在FPV中常常被用作为接收机的用户天线，根据作用扇形区的范围大小，应选择相应的天线型号。一般采用垂直极化类型，方向角水平从45°~110°，方向角水平从15°~35°增益从8dB~14dB。天线端接口通常采用N头（母口）或者SMA头（母口）。工作频率流行的为2.4G，也有用900M~1.2G的。
基站板状天线基本技术指标示例
型号 TDJ-2400BKC-Y
频率范围-MHz 2400～2483
带宽-MHz 83
增益-dBi 10
水平面波瓣宽度-° 110
垂直面波瓣宽度-° 30
前后比-dB ≥25
驻波比 ≤1.5
输入阻抗-Ω 50
极化方式 垂直
最大功率-W 100
接头型号 N座
机械参数
天线尺寸-mm 220×190×45
重量-kg 1.2

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前面已指出，四个半波振子排成一个垂直放置的直线阵的增益约为 8 dB；一侧加有一个反射板的四元式直线阵，即常规板状天线，其增益约为 14 ~ 17 dB 。 为提高板状天线的增益，还可以进一步采用八个半波振子排阵

一侧加有一个反射板的八元式直线阵，即加长型板状天线，其增益约为 16 ~ 19 dB . 不言而喻，加长型板状天线的长度，为常规板状天线的一倍。

振子叠加是可以增大增益，这是板状天线提高增益的常规办法。但是增加到一定程度后，增加振子数带来的增益会不明显了。

matthew

好贴要顶

zhude111

楼主您真是大好人呐..........饱学鸿儒之仕

hbeckham

有时间就顶顶！呵呵

hantnt

请lz辛苦一下做个pdf:em00:

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1.7.2  高增益栅状抛物面天线
    如果要做超远距离的FPV飞行，并且飞行方向在一个固定的方向上，高增益栅状抛物面天线是一种非常好的选择，这种天线除了尺寸较大一点的缺点外，具有较高的性价比。
    由于抛物面具有良好的聚焦作用，所以抛物面天线集射能力强，直径为 1.2*0.9 m 的栅状抛物面天线，在2.4G频段，其增益即可达 G = 24 dB  ,它特别适用于点对点的通信，例如它常常被选用为网络桥接的主天线。      抛物面采用栅状结构，一是为了减轻天线的重量，二是为了减少风的阻力。当然也分水平和垂直极化，一般在焦点处的馈源位置会标明极化方向。下图是垂直极化方向摆放。也可水平极化使用，天线转90°部署即可。
下面图示的18dB和24dB的栅格天线，老外烧友曾经用100mW的功率就轻松传输了20多公里。

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1.7.3八木定向天线
八木定向天线（又叫Yaki），具有增益较高、结构轻巧、架设方便、价格便宜等优点。因此，它特别适用于点对点的通信，12~15°左右的水平和垂直方向角，适合大多数定向飞行的FPV应用，配合一个轻型三脚架，是非常好的FPV装备，性能近似于前面推荐的平板天线。瘦小的身躯可以随意放在包里。
一般来讲，八木定向天线的单元数越多，其增益越高，通常采用 6 ~ 12 单元的八木定向天线，其增益可达 10~15 dB。当然，单元数达到某个数量之后增益的增加就变化不明显了。

大漠残壁

这是我入这个论坛几年来看到最专业的帖子，楼主继续努力，谢谢！

wxyzhx2000

继续顶！

hbeckham

ouzhenzhong

好帖,学习了,LZ辛苦了

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1.8电波的传播损耗
设发射功率为PT ( W ) ，发射天线增益为GT ( dB ) ，工作频率为f ( MHz ) . 接收功率为PR ( W ) ，接收天线增益为GR ( dB ) ，收、发天线间距离为R ( km ) ，经过简单推导，可写得电波在自由空间的传播损耗 L0 为：
L0 ( dB ) = 10 Lg（ PT / PR ） = 32.45 + 20 Lg f ( MHz ) + 20 Lg R ( km ) - GT (dB) - GR (dB)
[举例] 设：PT = 10 W = 40 dBmw ； GT = 10 dBi ； GR = 3 dBi ； f = 900MHz 问：R = 500 m 时， L0 ( dB ) = ？ , PR = ？
答： (1)传播损耗 L0 的计算 L0 = 32.45 + 20 Lg 900 + 20 Lg 0.5 - 10 - 3 = 32.45 + 59.1 - 6 - 10 - 3 = 72.5 ( dB )
（2）接收功率PR 的计算 PR = PT / ( 10 ^7.25 ) = 10 ( W ) / ( 10 ^7.25 ) = 1 ( μW ) / ( 10 ^0.725 ) = 1 ( μW ) / 5.31 = 0.188 ( μW )

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1.9 电波传播损耗的奥村经验公式

日本人奥村，对地面移动通信的电波传播问题，做了大量的统计工作，并归纳出一个大城市适用的传播损耗 Lb
经验公式：



[举例] 设：f
= 900 MHz ； HT
= 64 m ;
HR
= 2 m ； GT = 10 (dBi) ； GR = 3 (dBi)

问：R = 500 m 时， Lb
= ？
解： Lb
= 75 + 26 Lg 900
+ 45 Lg 0.5

– （ 14 + 6.5 Lg 0.5 ）× Lg 64

–
3.2 [ Lg （12 × 2 ）] 2


= 75 + 76.8 – 13.5 – 21.7 –6

= 110.6 ( dB )
可见，信号的衰减比自由空间中要大得多！

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1.10极限直视距离(LOS)
超短波特别是微波，频率很高，波长很短，它的地表面波衰减很快，因此不能依靠地表面波作较远距离的传播。超短波特别是微波，主要是由空间波来传播的。简单地说，空间波是在空间范围内沿直线方向传播的波。显然，由于地球的曲率使空间波传播存在一个极限直视距离Rmax 。在最远直视距离之内的区域，习惯上称为照明区；极限直视距离Rmax以外的区域，则称为阴影区。不言而语，利用超短波、微波进行通信时，接收点应落在发射天线极限直视距离Rmax内。
受地球曲率半径的影响，极限直视距离Rmax和发射天线与接收天线的高度HT 与 HR间的关系为 ：

Rmax ＝ 3.57{ √HT (m) +√HR (m) }
(km)
两个天线高度开根号相加乘以系数，其中天线的高度为米，距离为公里。
考虑到大气层对电波的折射作用，极限直视距离应修正为
Rmax ＝ 4.12 { √HT (m) +√HR (m) }
(km)
由于电磁波的频率远低于光波的频率，电波传播的有效直视距离 Re 约为 极限直视距离Rmax 的 70% ，即 Re = 0.7 Rmax 。例如，HT 与 HR 分别为 49 m 和 1.7 m，则有效直视距离为 Remax = 24 km

我爱JET

好贴顶！！！