Антенны: как из тех же 25 мВт вытащить километры

Ошибка, которая стоит 25 дБ

Раздел 1

Ошибка, которая стоит 25 дБ

Уровень 1: минимум

**Рис. 1.** Четыре ошибки, каждая из которых дороже, чем разница между дешёвой и дорогой антенной

Перепутанная закрутка. Правая на борту, левая на земле - мгновенный провал на 15-25 дБ из-за кроссполяризационной развязки. Сигнал слабеет в 1000 раз. Проверяйте маркировку на каждой антенне перед вылетом: на дешёвых её путают прямо на заводе.

А если покупаете с нуля и выбирать не из чего - берите RHCP. В FPV это фактический стандарт: подавляющее большинство готовых комплектов, очков и бортовых антенн идут правой закруткой. LHCP берут сознательно и обычно затем, чтобы разойтись с соседом по площадке - две группы на разной закрутке меньше мешают друг другу. Главное правило от этого не меняется: комплект должен быть одной закрутки целиком, и борт, и земля.

Антенна на карбоне. Углеволокно - проводник. Прижали антенну к раме, спрятали под карбоновую крышку, провели коаксиал вплотную вдоль луча - и часть излучения ушла в раму. Антенна должна торчать в воздух.

Передатчик без антенны. Включили VTX (видеопередатчик), забыв прикрутить антенну - вся мощность отражается обратно в выходной каскад. Он выгорает за секунды. Это не «может сломаться», это ломается.

«Усилил и стало хуже». Купили направленную на 14 дБи, поставили на наземку - и потеряли дрон в двухстах метрах у себя за спиной. Потому что усиление - это не добавленная мощность, это суженный луч. Вышли из луча - вышли из связи.

Если хочется сразу посмотреть, как это выглядит физически, в базе есть наглядный материал: поляризация радиоволн наглядно.

Антенна за 15 минут: только то, что реально нужно

Раздел 2

Антенна за 15 минут

только то, что реально нужно

Уровень 1: минимум

Калькулятор: длина антенны

Частота, МГцКоэффициент укорочения

—Длина волны λ

—Штырь λ/4

—Плечо диполя

—Диполь целиком λ/2

Считает по λ = c / f с коэффициентом укорочения. Длина штыря — четверть волны, плечо диполя — столько же, весь диполь — вдвое больше.

Что антенна делает и чего не делает

Антенна не добавляет мощности. Совсем. Ватт на входе - ватт в эфире, минус потери.

Что она делает - перераспределяет эту мощность в пространстве. Всенаправленная размазывает её вокруг равномерно. Направленная собирает в луч: в этом луче получается сильнее, а по сторонам и сзади - слабее или вообще ничего.

Представьте фонарь. Лампочка одна и та же, но с рассеивателем он светит на всю комнату слабо, а с линзой бьёт узким пятном на сто метров. Мощность лампочки не изменилась.

Отсюда главное правило выбора: чем выше усиление, тем уже сектор. Всегда. Антенны, которая «и дальше видит, и вокруг светит», не существует - это физика, а не жадность производителя. Фундаментальные законы распространения волн, отражений и дифракции подробно разобраны в статье «Семь явлений, которые управляют вашей связью».

дБи и дБд: что за цифра на коробке

Усиление меряют в децибелах относительно эталона. Эталона два, и их постоянно путают:

дБи - относительно изотропного излучателя, воображаемой точки, которая светит одинаково во все стороны сферой. Эталон теоретический, зато честный.
дБд - относительно полуволнового диполя, реальной железки.

Диполь сам по себе даёт 2,15 дБи. Значит дБи = дБд + 2,15.

Продавцы пишут дБи - цифра красивее. Если на коробке 12 дБ без буквы - считайте, что дБи, и не удивляйтесь.

**Рис. 2.** Децибелы в разах. 3 дБ - вдвое, 10 дБ - в десять раз, 20 дБ - в сто. Перепутанная закрутка выбрасывает 10-20 дБ, на хороших антеннах до 25

Как читать децибелы, чтобы не считать логарифмы. Запомните три числа и складывайте:

дБ	Во сколько раз по мощности
3 дБ	2×
6 дБ	4×
10 дБ	10×
20 дБ	100×
30 дБ	1000×

Всё остальное складывается: 13 дБ = 10 + 3 = 20 раз. 26 дБ = 20 + 6 = 400 раз.

Сколько это в дальности. Мощность на приёме падает квадратом расстояния. Значит удвоение дальности стоит 6 дБ. Плюс 6 дБ на антенне - вдвое дальше. Плюс 12 дБ - вчетверо. Плюс 3 дБ - только в 1,4 раза, и это ощутимо меньше, чем кажется по цифре.

Диаграмма направленности: где антенна видит, а где слепая

**Рис. 3.** Анатомия диаграммы направленности: главный лепесток, ширина по -3 дБ, задний лепесток, провал по оси

Диаграмма направленности - карта того, куда антенна излучает. Читать её надо по четырём вещам:

Главный лепесток - основной сектор. Внутри него антенна работает на заявленное усиление.
Ширина луча по уровню -3 дБ - угол, в пределах которого сигнал упал не больше чем вдвое. Это и есть рабочий сектор. У патча 60-120°, у Яги 30-50°, у параболы 3-8°.
Задний лепесток и F/B - отношение «вперёд/назад» в децибелах. Показывает, насколько антенна глуха к тому, что сзади. Важно не для дальности, а для помех: хороший F/B отсекает шум города за спиной.
Боковые лепестки - паразитные направления. Через них лезут помехи.

Мёртвая зона над головой. У обычного штыря диаграмма - это тор, бублик. Максимум излучения вбок, а точно вверх по оси антенны - провал. Дрон прямо над вами - в самом плохом месте диаграммы. Отсюда классическое «подлетел ко мне и картинка рассыпалась»: не помеха, а геометрия.

Материалы базы по теме: ликбез по антеннам: диаграмма направленности, диаграмма направленности РЭБ - там та же геометрия, только с другой стороны.

Поляризация

Радиоволна - это колеблющееся электрическое поле. Плоскость, в которой оно колеблется, и называется поляризацией.

Линейная. Поле колеблется в одной плоскости - вертикальной или горизонтальной. Штырь, диполь, Яги, патч, Харченко - все линейные.

Правило: передающая и приёмная должны стоять в одной плоскости. Разворот на 45° стоит 3 дБ (половина мощности). Разворот на 90° - теоретически бесконечность, на практике 15-25 дБ. Поэтому вертикальный штырь на наземке и горизонтальный диполь на борту - это готовая потеря почти всего сигнала.

Откуда берётся 3 дБ на 45°: принимается проекция поля, а мощность идёт как квадрат косинуса. cos²45° = 0,5, ровно половина.

Круговая. Поле вращается по спирали вдоль направления полёта волны. Правая (RHCP) или левая (LHCP). Клевер, Pagoda, спиральная, QFH - круговые.

Круговая решает две задачи сразу: 1. Ориентация дрона больше не важна. Аппарат крутится как хочет - потери не меняются. 2. Отражения отсекаются. При отражении от бетона, металла, воды закрутка меняется на противоположную. Приёмник с RHCP видит прямой сигнал и не видит отражённый - а именно отражения дают рябь и «желе» на картинке в застройке.

Плата - 3 дБ при стыковке круговой с линейной. Всегда, в любую сторону. Это не поломка, это физика: круговая принимает только половину энергии линейной волны.

Всё это можно покрутить руками в симуляторе в начале статьи: там и плоскость колебаний, и вид с торца, и живой пересчёт потерь при любом угле.

Осевое отношение - насколько «круглая» круговая антенна на самом деле. Идеал 0 дБ, у хорошего клевера 1-2 дБ, у дешёвого 4-6 дБ. Чем хуже осевое отношение, тем сильнее антенна становится эллиптической и тем больше зависит от разворота дрона.

Из осевого отношения считается и цена перепутанной закрутки. Развязка между правой и левой антенной ограничена именно им: XPD = 20·log((r+1)/(r−1)), где r - осевое отношение в разах. У дешёвого клевера с осевым отношением 4-6 дБ это всего 10-13 дБ, у хорошего с 1-2 дБ - 19-25 дБ. Поэтому честная цифра по всей методичке такая: перепутанная закрутка стоит 10-20 дБ на обычных антеннах и до 25 на хороших. Бесконечной развязки не бывает, и идеально круглых антенн тоже.

Материалы из базы: поляризация радиоволн наглядно, видео поляризация и спиральные антенны, электромагнитная волна и дипольный вибратор, поперечное распространение ЭМ волн, антенна.

Покрутите этот симулятор: переключите передачу на кнопку «Круговая RHCP», а приёмник - на «LHCP», и посмотрите на цифру слева вверху: мгновенный провал в −20…−25 дБ и рябь в очках. Вот из-за этого дрон и теряют на ровном месте.

Согласование, 50 Ом и КСВ

Калькулятор: КСВ

КСВ

—Коэффициент отражения Γ

—Возвратные потери

—Отражается мощности

—Потери на рассогласовании

КСВ, возвратные потери и доля отражённой мощности — это одно и то же число в трёх видах. КСВ 2,0 — уже 11 % мощности назад.

Вся радиотехника в дроне построена на волновом сопротивлении 50 Ом. Передатчик рассчитан на 50, кабель сделан на 50, антенна должна быть на 50.

Если антенна не 50 Ом - часть мощности не уходит в эфир, а отражается обратно в передатчик. Эта отражённая мощность греет выходной каскад.

КСВ (коэффициент стоячей волны, по-английски SWR) - число, которое показывает, насколько сильно отражается:

КСВ	Отражается обратно	Потеря на рассогласовании
1,0	0 %	0 дБ
1,2	0,8 %	0,04 дБ
1,5	4 %	0,18 дБ
2,0	11 %	0,51 дБ
3,0	25 %	1,25 дБ
5,0	44 %	2,55 дБ

Смотрите на правую колонку. КСВ 1,5 стоит вам 0,18 дБ - это вообще ничто. Даже КСВ 2,0 - полдецибела, на дальности не заметно.

Тогда зачем гоняться за КСВ? Из-за левой колонки: при КСВ 3 четверть мощности возвращается в передатчик и превращается в тепло. Дешёвый VTX от этого перегревается и деградирует, а потом умирает.

КСВ - это в первую очередь про здоровье передатчика, а не про дальность. Гнаться за 1,05 бессмысленно, а вот 3,5 - это уже повод чинить.

Как именно рассогласование превращается в потери, разобрано в базе: потери в рассогласованной линии, видео стоячая волна: проявление и наблюдение.

Отдельно: идеальный КСВ 1,0 на дешёвой антенне - повод насторожиться. Часто это значит, что энергия куда-то уходит в потери (мокрый диэлектрик, плохой кабель, резистивные потери), а не излучается. Прибор видит хорошее согласование, а в эфир не идёт ничего.

Кабель: где теряется то, что вы выиграли

Калькулятор: потери в кабеле

КабельДлина, мЧастота, МГц

—Потери на 100 м

—Потери на вашей длине

—Осталось мощности

—Это как потерять

Потери растут с частотой и длиной. На 5,8 ГГц метр тонкого RG316 съедает больше, чем даёт переход с диполя на клевер.

Коаксиал не бесплатный. Чем выше частота - тем дороже каждый метр.

Кабель	433 МГц	900 МГц	2,4 ГГц	5,8 ГГц	Примечание
RG-174 (тонкий, 2,8 мм)	~0,6 дБ/м	~1,1 дБ/м	~1,9 дБ/м	~3,0 дБ/м	Только ультракороткие хвосты до 15 см
RG-316 (2,6 мм, тефлон, борт)	~0,5 дБ/м	~0,8 дБ/м	~1,5 дБ/м	~2,6 дБ/м	Рабочая лошадка для борта и пигтейлов
RG-178 (1,8 мм, тефлон, борт)	~1,0 дБ/м	~1,5 дБ/м	~2,6 дБ/м	~4,5 дБ/м	Тоньше и гибче RG-316, но теряет вдвое больше. Только совсем короткие хвосты
RG-58 (5 мм, вспененный ПЭ)	~0,35 дБ/м	~0,55 дБ/м	~1,2 дБ/м	НЕПРИМЕНИМ (>3,5 дБ/м, утечки)	Нормирован строго до 1 ГГц (сплошной ПЭ теряет ~0,5/0,8/1,5 дБ/м)
RG-8X (6 мм, вспененный)	~0,23 дБ/м	~0,35 дБ/м	~0,60 дБ/м	~1,0 дБ/м	Переносная мачта до 2,4 ГГц
RG-213 (10 мм, сплошной ПЭ)	~0,15 дБ/м	~0,24 дБ/м	~0,45 дБ/м	не нормирован	Стационарная мачта до 2,4 ГГц
LMR-400 (10 мм, вспененный)	~0,08 дБ/м	~0,13 дБ/м	~0,22 дБ/м	~0,36 дБ/м	Лучший фидер для дальней наземки
RG-402 (3,6 мм, полужёсткий СВЧ)	~0,48 дБ/м	~0,70 дБ/м	~1,15 дБ/м	~1,85 дБ/м	Держит форму и не «плывёт» по фазе - для жёстких пигтейлов, но не для длины

Цифры ориентировочные, у конкретной партии разброс, но порядок именно такой.

Считайте сами. Купили патч на 14 дБи, подняли на мачту, кинули вниз пять метров RG-174 на 5,8 ГГц - потеряли 15 дБ. Всё усиление съедено кабелем, и вы в минусе относительно штыря на очках.

Правила простые: - Кабель на 5,8 ГГц должен быть коротким. Метр тонкого - уже больно. - Далеко тянуть - только толстый кабель или приёмник наверху, а вниз уже видео по дешёвому кабелю. - Каждый разъём - это ещё 0,1-0,3 дБ. Три переходника в цепочке дают почти децибел на ровном месте.

Справочник из базы по кабелям и согласованию: антенно-фидерные устройства, видео волновое сопротивление длинной линии.

Прямая видимость и зона Френеля

Калькулятор: зона Френеля

Дальность, кмЧастота, МГц

—Радиус первой зоны

—Нужный просвет (60 %)

—Высота подъёма антенн

—Кривизна Земли (D²/68)

Радиус первой зоны в середине пролёта. Просвет меньше 60 % от неё — сигнал начинает сыпаться даже при прямой видимости.

Радиоволна на наших частотах (868 МГц, 1.2 ГГц, 2.4 ГГц и 5.8 ГГц) распространяется практически прямолинейно: нет прямой видимости - нет связи. Лесополосы, холмы, здания и сама кривизна Земли - это непроницаемые экраны. Если дрон ушёл за складку рельефа, никакой усилитель сигнал не спасёт.

**Рис. 4.** Анатомия радиолинии FPV: прямая видимость (LOS), эллипсоид 1-й зоны Френеля с чистым просветом 60%, высота мачты выноса и влияние рельефа

Но волне мало только геометрической нитки между антеннами - ей нужен свободный объём вокруг луча, так называемая первая зона Френеля. Если земля, верхушки деревьев или край холма заходят внутрь этого эллипсоида больше чем на 40%, радиоволна интерферирует в противофазе и глушит собственный сигнал, даже когда дрон видно глазами.

Радиус первой зоны посередине трассы:

r = 8,66 · √(D / f), где D - длина трассы в километрах, f - частота в гигагерцах, r - радиус в метрах.

Считаем для трассы 5 км: - на 868 МГц: r = 8,66 · √(5 / 0,868) = 20,8 м - на 2,44 ГГц: r = 8,66 · √(5 / 2,44) = 12,4 м - на 5,8 ГГц: r = 8,66 · √(5 / 5,8) = 8,0 м

Правило практика: если перекрыто больше 40 % первой зоны - связи считайте что нет. Кустарник на бугре посередине трассы на высоте двух метров - это уже критическое перекрытие.

Почему высота мачты решает всё: 1. Пробивает лесополосы: подняли антенну с земли (1.8 м) на телескопическую мачту 8–12 м - и луч прямой видимости перелетает через 15-метровую лесополосу к низколетящему дрону. 2. Отодвигает радиогоризонт: дальность прямой видимости над земным шаром считается по формуле $D_{\text{гориз}} \approx 4{,}12 \cdot (\sqrt{h_1} + \sqrt{h_2})$ км. Стоя на земле (1.8 м), при высоте дрона 15 м горизонт заканчивается на 21 км; мачта 10 м отодвигает его за 29 км.

Отсюда и вывод, который дороже любой антенны: поднять антенну на три-пять метров часто даёт больше, чем сменить её на вдвое более дорогую или включить усилитель на пару ватт.

Подробно это разобрано в нашей статье «Семь явлений, которые управляют вашей связью» - там про дифракцию, многолучёвку и отражения. Плюс видео из базы: зона Френеля и амплитуда сигнала, зона Френеля, осцилляторный сигнал. Рассчитать профиль трассы с учётом высот рельефа помогает специализированная программа RadioPlanner для Windows, методику планирования мы обсуждаем на форуме: RF-планировщик, а экспресс-калькуляторы доступны в разделе инструментов.

Диапазоны: почему на 868 антенна с ладонь, а на 5,8 - с ноготь

Раздел 3

Диапазоны

почему на 868 антенна с ладонь, а на 5,8 - с ноготь

Уровень 1: минимум

Размер антенны задаёт длина волны. Она считается в одно действие:

λ (мм) = 299 792 / f (МГц)

Диапазон / Назначение	Частота	Длина волны λ	Половина λ/2	Четверть λ/4
VHF Дальнобой / Ретрансляторы	150 МГц	1998,6 мм	999,3 мм	499,7 мм
Тактический нижний (пробивной)	300 МГц	999,3 мм	499,7 мм	249,8 мм
UHF Управление (ELRS / TBS)	433 МГц	692,4 мм	346,2 мм	173,1 мм
Тактическое видео / управление	500 МГц	599,6 мм	299,8 мм	149,9 мм
Смещённый ELRS (анти-РЭБ)	730 МГц	410,7 мм	205,3 мм	102,7 мм
Гражданский телеметрический	868 МГц	345,4 мм	172,7 мм	86,3 мм
Гражданский FCC телеметрия	915 МГц	327,6 мм	163,8 мм	81,9 мм
Дальнобойное аналог/цифра видео	1200 МГц	249,8 мм	124,9 мм	62,5 мм
Тактическое видео COFDM	1400 МГц	214,1 мм	107,1 мм	53,5 мм
Универсальный ISM (ELRS / Wi-Fi)	2440 МГц	122,9 мм	61,4 мм	30,7 мм
Смещённый чистый видеоканал	3300 МГц	90,8 мм	45,4 мм	22,7 мм
Стандартное FPV видео 5.8G	5800 МГц	51,7 мм	25,8 мм	12,9 мм

Всё дальше в этой методичке строится на этой таблице. Любая антенна - это набор кусков, кратных λ.

**Рис. 5.** Один и тот же полуволновый диполь в пяти диапазонах. Разница в размере - это и есть вся разница между 868 и 5,8

Чем платим за дальность

Свободное пространство глушит сигнал тем сильнее, чем выше частота. Формула:

Потери (дБ) = 20·log(D км) + 20·log(f МГц) + 32,44

На дистанции 1 км:

Диапазон / Частота	Потери на 1 км (FSPL)	Разница с 868 МГц	Примечание
150 МГц (VHF)	76,0 дБ	−15,2 дБ	Феноменальная дальность, но гигантские антенны
433 МГц (UHF)	85,2 дБ	−6,0 дБ	В 4 раза мощнее сигнал при той же мощности
730 МГц (Анти-РЭБ)	89,7 дБ	−1,5 дБ	Чистый эфир мимо стандартных глушилок 868/915
868 МГц (База)	91,2 дБ	0 дБ	Точка отсчёта
1,2 ГГц (Видео)	94,0 дБ	+2,8 дБ	Отличное пробитие листвы
1,4 ГГц (COFDM)	95,4 дБ	+4,2 дБ	Тактический видеолинк
2,44 ГГц (ISM)	100,2 дБ	+9,0 дБ	В 8 раз слабее сигнал, чем на 868 МГц
3,3 ГГц (Видео)	102,8 дБ	+11,6 дБ	Пустой диапазон без бытового шума
5,8 ГГц (FPV Видео)	107,7 дБ	+16,5 дБ	В 45 раз слабее, чем на 868 МГц

Между 868 МГц и 5,8 ГГц - 16,5 дБ разницы на ровном месте. Это как если бы вы выбросили направленную антенну на 16 дБи. Поэтому управление живёт внизу, а видео - наверху: видео требует широкой полосы, а широкая полоса внизу просто не помещается.

Что где живёт

Диапазон	Что на нём	Плюс	Минус
433-500 МГц	управление, телеметрия дальняя	лучше всех огибает и лезет в лес	антенна огромная, полосы почти нет
700-1000 МГц (868/915)	ExpressLRS, MAVLink, LoRa	отличный компромисс дальность/размер	законодательство, шум от GSM
1,2-1,3 ГГц	аналоговое видео дальнобой	проникает лучше 5,8	гармоника лезет в GPS, крупные антенны
2,4 ГГц	управление ELRS, цифра, Wi-Fi-линки	универсальный, антенны компактные	самый загаженный диапазон
5,8 ГГц	видео аналог и цифра	широкая полоса, крошечные антенны	хуже всех сквозь листву и препятствия

Материалы по конкретным диапазонам в базе: ELRS 720-1020 МГц, ELRS на 720-1020 МГц: обсуждение, смещение частот управления, прошивки на диапазон 2,6 ГГц, таблица радиочастотной совместимости двухдиапазонного модуля Gemini Xross.

Карта решений: что ставить под свою задачу

Раздел 4

Карта решений

что ставить под свою задачу

Уровень 1: минимум

Таблица для тех, кто не хочет читать всё подряд. Нашли свою строку - идёте в нужный раздел справочника ниже.

На борт

Задача	Диапазон	Что ставить	Усиление	Раздел
Управление ELRS, обычный фристайл	868/915, 2,4	T-диполь или штырь с противовесом	2 дБи	A1, A2
Управление, дальнобой	868/915	полноразмерный диполь, вынесенный от рамы	2,15 дБи	A2
Приёмник из коробки, до 1 км	2,4	родная PCB-антенна, не трогать	~0-1 дБи	A3
Видео аналог 5,8, фристайл	5,8	клевер или Pagoda	1-2 дБи	A5, A6
Видео 5,8, тесная сборка	5,8	Stubby / Lollipop	0-1 / 1-2 дБи	A7, A8
Видео, дальний полёт на крыле	5,8 / 1,2	бортовой патч назад-вниз	6-8 дБи	A9
Телеметрия, ESP32-линк	2,4	сменить керамику на внешнюю через u.FL	+3-5 дБ	A4

На наземку

Задача	Диапазон и мощность	Что ставить	Усиление	Сектор	Дистанция в поле	Раздел
Фристайл, полёты вокруг себя	5,8 ГГц (400 мВт) / 2,4 ГГц	штырь или диполь	1-2 дБи	круг	до 1,5 км	B1, B2
Полёты по площадке, не хочу терять за спиной	5,8 / 868 МГц	ground plane на штативе	1-2 дБи	круг, лепесток задран на 25-30°	до 2 км	B3
Круговой обзор, но дальше	868 МГц / 1,2 ГГц	коллинеарная COCO	5-7 дБи	круг, прижат к горизонту	до 4-6 км	B5
Универсал видео 5,8 ГГц (земля)	5,8 ГГц (400 мВт)	патч + штырь в diversity	8-14 дБи	60-120°	1,5-3 км (до 5 км в чистом поле)	C1
Дальний полёт управления в одну сторону	868/915 МГц (100-250 мВт)	Яги 5-7 элементов	10-13 дБи	35-45°	10-25 км с земли (до 40 км с высоты)	C2
Город, много помех за спиной	868 МГц / 2,4 ГГц	Moxon	6 дБи	70°	3-8 км	C3
Один комплект на 868 и 2,4	868 + 2,4 ГГц	логопериодическая	6-9 дБи	60-70°	3-10 км	C5
Самосбор из подручного	1,2 / 2,4 / 5,8 ГГц	Харченко с рефлектором	8,5-10,5 дБи	60-70°	3-8 км	C6
Дальнобой видео (круговая поляризация)	1,2 ГГц (1 Вт) / 5,8 ГГц (1 Вт)	спиральная 8-12 витков	11-13 дБи	35-45°	10-25 км (1,2 ГГц) / 5-10 км (5,8 ГГц)	C8
Чистая диаграмма, никаких боковиков	2,4 / 5,8 ГГц	рупор	8-15 дБи	40-60°	5-15 км	C9
Рекордная дистанция, есть трекер	1,2 / 2,4 / 5,8 ГГц	парабола	20-30 дБи	3-8°	от 20-50 км	D1
Покрыть район, стационар	868 МГц / 1,2 ГГц	панель / сектор	12-18 дБи	60-120°	по району (до 15 км)	D2

Как этой таблицей пользоваться правильно. Возьмите строку, посмотрите колонку «сектор» и честно ответьте: вы сможете держать дрон в этом секторе? Сорок пять градусов - это ещё наводится рукой. Восемь градусов параболы - это не наводится руками вообще, нужен трекер или второй человек.

И сразу второе: почти всегда правильный ответ - это не одна антенна, а две. Направленная для дальности плюс всенаправленная для того, что рядом и за спиной. Как это работает в приёмнике - разбор в разделе про diversity.

Посчитать свою дальность: бюджет линии за пять минут

Раздел 5

Посчитать свою дальность

бюджет линии за пять минут

Уровень 2: базовый

Калькулятор: дальность связи

Мощность передатчика, мВтЧастота, МГцУсиление антенны передатчика, дБиУсиление антенны приёмника, дБиЧувствительность приёмника, дБмПотери в кабелях и разъёмах, дБ

—Мощность передатчика

—Запас на линию

—Дальность в идеале

—С запасом 10 дБ на реальность

Бюджет линии по формуле свободного пространства. Реальная дальность всегда меньше: рельеф, деревья, отражения и запас на замирания.

Вопрос, с которым приходит каждый: на сколько километров хватит вот этой связки. Ответ считается на салфетке, и вся математика - сложение и вычитание децибел. Ни одного умножения.

Логика такая: у передатчика есть мощность, по дороге её прибавляют антенны и убавляет всё остальное, а у приёмника есть порог, ниже которого он перестаёт разбирать сигнал. Разница между тем, что вышло, и тем, что приёмник ещё слышит, - это и есть ваш бюджет на расстояние.

Складываем и вычитаем: (дБм - это децибелы относительно одного милливатта: 0 дБм = 1 мВт, 14 дБм = 25 мВт, 20 дБм = 100 мВт, 26 дБм = 400 мВт, 30 дБм = 1 Вт)

Что	Знак	Где взять цифру
Мощность передатчика, дБм	плюс	25 мВт = 14 дБм · 100 мВт = 20 дБм · 400 мВт = 26 дБм · 1 Вт = 30 дБм
Усиление антенны передатчика, дБи	плюс	из карточки антенны в справочнике
Усиление антенны приёмника, дБи	плюс	оттуда же
Потери в кабеле и разъёмах, дБ	минус	таблица кабелей, длина × дБ/м + 0,1-0,3 на разъём
Рассогласование поляризации, дБ	минус	0 если совпало · 3 если круговая с линейной · 10-20 если перепутана закрутка, до 25 на хороших
Чувствительность приёмника, дБм	плюс (он отрицательный)	таблица ELRS выше · аналоговое видео 5,8 обычно −90 дБм
Запас на замирания и погоду, дБ	минус	берите 10 дБ, и не спорьте

Что получилось - это допустимые потери в свободном пространстве. Дальше одна формула из раздела про диапазоны, вывернутая наизнанку:

20·log(D км) = Бюджет − 20·log(f МГц) − 32,44

Пример 1. Управление ELRS 868 МГц, 100 мВт, 50 Гц. Диполь на выносе 2,15 дБи, три метра RG-58 (0,55 дБ/м), на борту диполь 2,15 дБи, чувствительность на 50 Гц −120 дБм.

20 + 2,15 − 1,65 + 2,15 + 120 − 10 (запас) = 132,65 дБ 20·log(D) = 132,65 − 91,21 = 41,44 → D = 118 км

Сто восемнадцать километров. Вы столько не летаете, и это правильно: канал управления почти никогда не бывает узким местом. Упираетесь вы в видео и в рельеф, а не в управление.

Пример 2. Видео 5,8 ГГц, 400 мВт, аналог. Клевер на борту 1,5 дБи, патч 14 дБи на земле, 30 см RG-316 (2,6 дБ/м), закрутка совпала, чувствительность приёмника −90 дБм.

26 + 1,5 + 14 − 0,78 + 90 − 10 = 120,72 дБ 20·log(D) = 120,72 − 107,71 = 13,01 → D = 4,5 км

Вот и ответ, почему в дальнем полёте первым сыпется картинка, а не управление: по видео у вас 4,5 км, по управлению 118. Разница в двадцать шесть раз. Все деньги надо нести в видеотракт, а не в антенну пульта.

Пример 3. Та же связка, но закрутку перепутали. Антенны хорошие, осевое отношение около 1 дБ, значит развязка по формуле XPD даёт верхние 25 дБ. Отнимаем их: бюджет 95,72, 20·log(D) = −11,99, D = 0,25 км.

Двести пятьдесят метров вместо четырёх с половиной километров. Одна перевёрнутая антенна.

Честная оговорка, без неё расчёт врёт. Эта формула считает идеальное свободное пространство: вакуум, ничего вокруг, прямая видимость. В реальности вы упираетесь раньше и совсем в другое - в зону Френеля, которую перекрыл бугор, в листву, в отражение от земли, в чужие передатчики на площадке. Поэтому реальная дальность обычно втрое-вчетверо меньше расчётной, и вытаскивается она не антенной, а высотой. Расчёт нужен не чтобы узнать точную цифру, а чтобы понять, где именно у вас узкое место - и не покупать Яги, когда проблема в кабеле.

Прежде чем менять антенну: что даёт те же децибелы бесплатно

Раздел 6

Прежде чем менять антенну

что даёт те же децибелы бесплатно

Уровень 1: минимум

Прежде чем тратить деньги на новую антенну, выжмите децибелы, которые даются бесплатно из меню пульта и настроек: частота пакетов, Gemini и высота подъёма. Есть вещи, которые дают больше антенны, стоят ноль рублей и делаются из меню.

Частота пакетов ELRS - самый дешёвый выигрыш из всех

Чувствительность приёмника ExpressLRS напрямую зависит от выбранной частоты пакетов. Чем реже пакеты - тем больше энергии на пакет и тем слабее сигнал приёмник ещё разбирает:

Для диапазона 2,4 ГГц (трансивер Semtech SX1280):

Режим	Чувствительность	Выигрыш против 500 Гц	Назначение
500 Гц	−105 дБм	0 дБ (база)	Гонки, сверхбыстрый отклик
250 Гц	−108 дБм	+3 дБ	Фристайл, отличный баланс
150 Гц	−112 дБм	+7 дБ	Универсальный дальнобой
50 Гц	−115 дБм	+10 дБ	Рекордный дальнобой, втрое дальше

Для диапазона 868 / 915 МГц (трансивер Semtech SX1276 / SX1262):

Режим	Чувствительность	Выигрыш против 200 Гц	Назначение
200 Гц	−112 дБм	0 дБ (база)	Быстрый тактический режим
100 Гц	−117 дБм	+5 дБ	Стабильный дальнобой
50 Гц	−120 дБм	+8 дБ	Тяжёлый рельеф, глубокий лес
25 Гц	−123 дБм	+11 дБ	Предел чувствительности LoRa

Сравните крайние режимы: 25 Гц на 915 МГц это −123 дБм, 500 Гц на 2,4 ГГц - −105 дБм. Между ними 18 дБ. Это разница чувствительностей двух приёмников целиком: несущая частота на чувствительность не влияет, работает только скорость пакетов и модуляция. И бесплатными эти 18 дБ не назовёшь: они лежат в разных диапазонах, а смена диапазона - это другой передатчик и другой приёмник. Бесплатно вам достаётся только то, что выигрывается внутри своего диапазона: 10 дБ на 2,4 ГГц и 11 дБ на 868/915.

Посмотрите на эти цифры и вернитесь к справочнику. Переключение с 500 Гц на 50 Гц даёт 10 дБ - почти как даст Яги на пять элементов. И это переключатель в меню пульта, а не покупка, сборка и настройка железа.

Чем платим. Задержкой управления и частотой обновления. 500 Гц нужны для гонок и жёсткого фристайла, где важны миллисекунды. Для дальнего полёта, разведки, маршрута, съёмки 50 Гц более чем достаточно - аппарат не делает флипы на двадцатом километре.

Практика: ставьте два режима на переключатель. 500 Гц для полёта у себя, 50 Гц - когда уходите далеко. Это делается за две минуты в Lua-скрипте ELRS.

Цифры чувствительности выше - официальные, из документации проекта: ExpressLRS, раздел Signal Health. Вся эта таблица - про модуляцию LoRa, и если хочется понять, откуда берётся выигрыш, посмотрите видео из базы: LoRa: принципы работы и модуляции, LoRa на пальцах: модуляция, распространение, помехоустойчивость.

Материалы по настройке в базе: что такое ExpressLRS, перепрошивка ELRS с помощью готового файла, ELRS Gemini/Xross: таблица радиочастотной совместимости, разнос частот Radiomaster Nomad Dual Gemini Xrossband, а также руководство по контролю параметров линка в реальном времени: LQ и RSSI от А до Я: как понять, когда RX lost.

Gemini: две антенны на передаче без всякого diversity

Режим Gemini в ELRS передаёт одновременно на двух антеннах на разных частотах. Это не переключение и не выбор лучшего - это настоящее частотное и пространственное разнесение на передающей стороне.

Даёт устойчивость к помехам и к провалам, которую антеннами на приёме не купишь. Если у вас модуль с Gemini - включите его, прежде чем идти за направленной антенной. Подробные результаты тестов и практику настройки читайте в теме разнос частот Radiomaster Nomad Dual Gemini / DBR4.

Смена диапазона

Вернитесь к таблице потерь в свободном пространстве. Переход с 2,4 ГГц на 868 МГц - это 9 дБ. Переход с 5,8 ГГц на 1,2 ГГц по видео - 13,7 дБ.

Это больше, чем даст хороший патч. И это не покупка антенны, а покупка комплекта на другой диапазон - но по деньгам сопоставимо, а по результату несравнимо. Кроме перехода на стандартные диапазоны, эффективнейший приём ухода из-под помех и РЭБ - нестандартные сетки: изучите наши материалы по ELRS на частотах 700-730 МГц и методике смещения частот управления.

Цифра вместо аналога

Если вы бьётесь за дальность аналогового видео на 5,8 - честный ответ такой: современная цифра (HDZero, Walksnail, DJI) при той же мощности летит дальше аналога, потому что у неё лучше приёмный тракт и помехоустойчивое кодирование. Никакая антенна не закроет эту разницу.

Материалы в базе: цифровой видеосигнал, Walksnail VTX.

Мощность передатчика

Очевидное, но с подвохом. Удвоение мощности - это всего 3 дБ, то есть +40 % дальности. Переход со 100 мВт на 1 Вт - 10 дБ, втрое больше дальности, но втрое же быстрее садится аккумулятор, сильнее греется VTX и вы глушите всю площадку.

И главное: канал двусторонний. Подняли мощность на земле - земля добивает дальше, а дрон до вас всё так же не добивает. Асимметричный канал даёт ложное ощущение улучшения.

Материалы: VTX: 3 способа управления мощностью и каналами, переключение мощности VTX с пульта, а также готовый проект аппаратного управления регулируемый VTX/VRX на ESP32.

Честный порядок действий

Проверить поляризацию и закрутку. Ноль рублей, до 25 дБ.
Снизить частоту пакетов ELRS. Ноль рублей, до 10-11 дБ внутри своего диапазона. Все 18 дБ - только со сменой диапазона, а это уже другое железо.
Поднять антенну на 2-3 метра. Ноль рублей, единицы дБ плюс снятие препятствия.
Убрать кривой кабель и лишние переходники. Ноль или копейки, единицы дБ.
Включить Gemini, если есть. Ноль рублей.
И только теперь - покупать или собирать антенну.
Ретранслятор - когда упёрлись в рельеф, а не в децибелы.
Усилитель - последним, и с пониманием того, что вы делаете.

Тот, кто начинает с пункта 6, обычно потом возвращается к пункту 1 и обнаруживает, что дело было в нём.

Справочник A. Бортовые антенны: что ставится на аппарат

Раздел 7

Бортовые антенны

что ставится на аппарат

Уровень 1: минимум

Справочник A. Бортовые антенны: что ставится на аппарат

Чем они отличаются

Четвертьволновый штырь (монополь)

Применение: Кусок провода длиной λ/4, торчащий из разъёма. Самая простая антенна вообще.

Внимание! Когда у вас 5,8 ГГц видео - там нужна круговая.

Полуволновый диполь и T-диполь

Применение: Два плеча по λ/4, расходящиеся в разные стороны от точки питания. Диполю не нужна «земля» - вторым плечом он сам себе противовес.

PCB-антенна приёмника (дорожка на плате)

Применение: Меандр или полоска прямо на плате приёмника. Ничего не торчит, ничего не ломается, стоит ноль.

Керамическая чип-антенна

Применение: Кубик керамики 3×1,5 мм на плате. Стоит на ESP32-C3 Super-Mini, на компактных модулях, на трекерах.

Клевер (Cloverleaf)

Применение: Классика 5,8 ГГц. Три (реже четыре) лепестка-петли, развёрнутые по кругу на 120°, каждая петля - виток длиной около λ.

Внимание! Когда вы летите далеко по прямой в чистом поле - там бортовой патч или даже диполь дадут больше.

Pagoda

Применение: Клевер, переведённый в печатный вид: вместо гнутого провода - слои текстолита с вытравленными лепестками. Идея в повторяемости - заводская точность вместо кривых рук.

Lollipop и Axii («грибок»)

Применение: Фирменные компактные круговые. Излучающая часть спрятана в пластиковый колпачок на тонкой ножке.

Внимание! Усиление 0-1 дБи вместо 1-2, осевое отношение хуже.

Stubby и короткие круговые

Применение: Укороченные круговые высотой 15-25 мм. Электрическая длина добирается свёрткой излучателя.

Внимание! Усиление 0-1 дБи вместо 1-2, осевое отношение хуже.

Бортовой патч на крыле

Применение: Плоская направленная антенна, установленная на самолёте или крыле и смотрящая назад и вниз - туда, где оператор. Единственный случай, когда направленная на борту имеет смысл.

Девять антенн, которые реально стоят на дронах. По каждой - чертёж, размеры под все диапазоны, дистанция, погода, сборка и проверка.

Общее правило для всего борта: на дроне антенна почти всегда должна быть всенаправленной. Аппарат крутится, и направленная на борту означает, что в половине разворотов вы его теряете. Исключение одно - дальнобойное крыло, которое летит по прямой и знает, где оператор.

A1. Четвертьволновый штырь (монополь)

Что это. Кусок провода длиной λ/4, торчащий из разъёма. Самая простая антенна вообще. Вторую половину диполя ей заменяет «земля» - корпус приёмника, пятак фольги, оплётка кабеля или противовесы.

**Рис. 6.** Четвертьволновый штырь: сам излучатель и противовес. Без противовеса работает оплётка кабеля - и антенной становится весь дрон

Размеры (длина штыря от точки питания):

Диапазон / Частота	λ/4 теоретически	Резать (с укорочением 0,95)	Применение
433 МГц	173,1 мм	164 мм	Тактический UHF дальнобой
730 МГц	102,7 мм	98 мм	Смещённый ELRS (анти-РЭБ)
868 МГц	86,3 мм	82 мм	Стандартная телеметрия EU
915 МГц	81,9 мм	78 мм	Стандартный ELRS / Crossfire US
1,2 ГГц	62,5 мм	59 мм	Дальнобойное видео
1,4 ГГц	53,5 мм	51 мм	Тактические цифровые видеолинки
2,44 ГГц	30,7 мм	29 мм	Универсальный ELRS 2.4
3,3 ГГц	22,7 мм	22 мм	Чистый видеоканал
5,8 ГГц	12,9 мм	12,3 мм	Компактный борт

Противовесы: три-четыре таких же куска, разведённых вниз под углом 45°, либо круглый пятак диаметром не меньше λ/2.

Параметры. Усиление 2-3 дБи с нормальным противовесом, поляризация линейная, диаграмма - тор. Цена: рубль провода.

Дистанция. До 1-1,5 км на 2,4 ГГц при 100 мВт, до 3-5 км на 868 МГц. Дальше упирается не в антенну, а в мощность.

Погода. Самая живучая конструкция из всех. Дождь и мороз ей безразличны - открытому проводу нечего портить. Обледенение чуть уводит резонанс, но КСВ при этом растёт незначительно. Если провод в термоусадке - вода вообще ни при чём.

Рельеф. Работает везде одинаково посредственно. В лесу и застройке - на общих основаниях: всё решает диапазон, а не антенна.

Как собрать. 1. Отрежьте кусок медного провода 0,8-1,2 мм по таблице плюс 5 мм на пайку. 2. Припаяйте к центральной жиле разъёма или к пятаку антенного выхода приёмника. Паяйте быстро - перегретый диэлектрик разъёма плывёт и уводит сопротивление. 3. Противовесы: три куска той же длины на оплётку, развести на 120° по кругу и отогнуть вниз на 45°. 4. Натяните термоусадку. Она укорачивает электрическую длину на 1-2 % - если настраивали по прибору, настраивайте уже в термоусадке.

Как проверить. На анализаторе (NanoVNA, график S11 / SWR, подробнее в разделе «КСВ руками») минимум должен сидеть на вашей частоте, КСВ до 2,0. Если минимум ушёл ниже частоты - штырь длинный, подрезайте по миллиметру. Ушёл выше - перепаяли коротко, начинайте заново.

Результат: штырь стоит жёстко, не качается, противовесы разведены ровно на 120° и отогнуты одинаково. На анализаторе один провал на вашей частоте, КСВ в нём не выше 2,0. Рукой за излучатель не трогаем - цифра сразу уедет.

Когда это неправильный выбор. Когда у вас 5,8 ГГц видео - там нужна круговая. И когда приёмник висит в глубине рамы: без противовеса и с карбоном вокруг штырь превращается в кусок провода, который греет раму.

A2. Полуволновый диполь и T-диполь

Что это. Два плеча по λ/4, расходящиеся в разные стороны от точки питания. Диполю не нужна «земля» - вторым плечом он сам себе противовес. Поэтому он гораздо меньше зависит от того, как его поставили.

T-диполь - тот же диполь, только плечи разведены в стороны буквой «Т» относительно кабеля, чтобы кабель уходил перпендикулярно и не портил диаграмму.

**Рис. 7.** Полуволновый диполь и его T-вариант. Кабель должен уходить перпендикулярно плечам - иначе оплётка становится третьим плечом

Размеры (длина каждого плеча):

Диапазон / Частота	Плечо (укорочение 0,95)	Общая длина диполя	Применение
433 МГц	164 мм	328 мм	UHF дальнобой
730 МГц	98 мм	196 мм	Анти-РЭБ ELRS (тема 700 МГц и смещение частот)
868 МГц	82 мм	164 мм	Рабочая лошадка дальнобоя
915 МГц	78 мм	156 мм	Стандартная рабочая лошадка US
1,2 ГГц	59 мм	118 мм	Дальнобойное видео
1,4 ГГц	51 мм	102 мм	Тактическое видео COFDM
2,44 ГГц	29 мм	58 мм	Классический T-диполь
3,3 ГГц	22 мм	44 мм	Смещённое видео
5,8 ГГц	12,3 мм	24,6 мм	Микродиполь для борта

Для мгновенного пересчёта длины плеч под нестандартные частоты и с учётом коэффициента укорочения изоляции используйте Dipole Calculator для Android либо наш онлайн-раздел инструментов.

Параметры. Усиление 2,15 дБи (эталон, от которого считают дБд), сопротивление 73 Ом - согласуется с 50-омным трактом с КСВ около 1,5, что нормально. Поляризация линейная.

Дистанция. По бюджету линии (раздел «Посчитать свою дальность») этот диполь с ELRS 100 мВт даёт под сотню километров в свободном пространстве, и это не опечатка: канал управления почти никогда не узкое место. Практический предел ставит не антенна, а прямая видимость - 5-10 км с земли и 30-40 км с высоты или с горы. Это рабочая лошадка дальнобоя по управлению.

Погода. Как и штырь - терпит всё. Уязвимое место одно: точка пайки у разъёма. Туда затекает вода, окисляет, и КСВ уезжает. Капля термоклея или герметика на узел пайки решает вопрос навсегда.

Мороз: тонкий коаксиал RG-178/RG-316 на морозе дубеет, и в месте постоянного изгиба у рамы ломается центральная жила. Симптом - связь пропадает только в полёте, на столе всё хорошо. Лечится петлёй запаса и фиксацией кабеля, а не новой антенной.

Рельеф. Низко над землёй вертикальный диполь удобнее горизонтального: у него нет провалов по азимуту, и диаграмма не зависит от того, куда повёрнуты плечи. Про лес и поляризацию есть нюанс - разобран в разделе про погоду.

Как собрать. 1. Зачистите коаксиал RG-178 или RG-316 на длину плеча. 2. Центральная жила - одно плечо. Оплётку отогните назад вдоль кабеля - это второе плечо, его длина считается от той же точки. 3. Наденьте на оба плеча термоусадку, зафиксируйте угол 180°. 4. Обязательно: запаяйте узел и залейте термоклеем.

Как проверить. КСВ 1,3-1,8 на рабочей частоте. Провал должен быть широким - у диполя полоса хорошая. Узкий острый провал - признак, что вы измеряете не антенну, а резонанс кабеля.

Результат: оба плеча прямые, лежат строго по одной линии под 180°, узел пайки загерметизирован термоклеем. КСВ 1,3-1,8 на рабочей частоте с широким плавным провалом. Связь устойчива независимо от угла разворота антенны по азимуту.

Готовые варианты и STL в базе: линейка дипольных антенн, держатель для антенны T-диполь под мотор, вертикальный держатель T-диполь, держатель антенны управления Chimera v2.

Когда это неправильный выбор. Для 5,8 ГГц видео - нужна круговая. И если аппарат много кувыркается: линейная антенна на акробатическом коптере даёт провалы при каждом перевороте.

A3. PCB-антенна приёмника (дорожка на плате)

Что это. Меандр или полоска прямо на плате приёмника. Ничего не торчит, ничего не ломается, стоит ноль.

**Рис. 8.** PCB-антенна: излучает не только дорожка, но и весь земляной полигон платы. Поэтому она так зависит от того, что рядом

Параметры. Усиление от -2 до +1 дБи в зависимости от платы. КПД низкий. Полоса широкая, КСВ обычно приличный - производитель настроил.

Дистанция. До 500-1000 м в поле. Для парковых полётов и для бинда - хватает с запасом.

Погода. Без нареканий - антенна залита лаком платы. Единственный риск: конденсат внутри рамы зимой при переносе из тепла в холод, но это проблема всей электроники, не антенны.

Рельеф. Плохо. Низкий КПД означает малый запас, и в лесу или застройке такая антенна кончается первой.

Когда менять. Три признака: - LQ (Link Quality, процент дошедших пакетов) проседает уже на 300-500 м в чистом поле, - связь зависит от разворота дрона сильнее, чем должна, - приёмник закопан в раму и антенна смотрит в аккумулятор.

Как менять. Ищите приёмник с разъёмом u.FL (он же IPEX) и вешайте на него внешний диполь из A2. Приёмник с u.FL стоит на сто рублей дороже, а даёт +3-5 дБ. Это самый дешёвый апгрейд дальности из всех существующих.

Как проверить, что помогло. Не «на глаз», а по LQ и RSSI (уровень сигнала в дБм) в OSD на одной и той же трассе, до и после. Методика - в разделе про полевую проверку.

Результат: при переходе на приёмник с внешним диполем на u.FL уровень RSSI вырастает на 3-5 дБ на той же трассе, пакеты LQ 100 % удерживаются при разворотах дрона на дистанциях свыше 1 км.

Материалы по приёмникам и прошивке: перепрошивка приёмника ELRS по кабелю, бинд ELRS без перепрошивки.

A4. Керамическая чип-антенна

Что это. Кубик керамики 3×1,5 мм на плате. Стоит на ESP32-C3 Super-Mini, на компактных модулях, на трекерах.

Параметры. Усиление -3...0 дБи, КПД часто ниже 40 %. Это худшая антенна из всех, что вы встретите.

Дистанция. Сотни метров. В помещении - десятки.

Как ставить и дорабатывать. Ровно одно: берите версию модуля с разъёмом u.FL и вешайте внешнюю. На ESP32-линках это даёт разницу в разы, а не в проценты - реальный случай из нашего материала про ретрансляцию, где керамика на Super-Mini была узким местом всей схемы.

Если разъёма нет физически (например, на некоторых платах ESP32-C3 Super Mini без посадочного места под u.FL) - выбирайте с завода версию платы с разъёмом либо припаивайте экранированный пигтейл в разрыв дорожки встроенной антенны. На платах с посадочным местом перемычку-нолик перекидывают на площадку под u.FL за десять минут.

Погода. Керамике всё равно. Но её низкий запас означает, что любое ухудшение условий (дождь на листве, лишняя стенка) она не переживёт, а нормальная антенна переживёт.

Как проверить. В полевом тесте: отслеживайте процент пакетов LQ и уровень RSSI в OSD (подробнее в руководстве LQ и RSSI от А до Я). Если при отлёте на 100-200 м LQ падает ниже 90 % или связь резко прерывается при разворотах платы - чип не справляется. Замена на внешний диполь через u.FL даёт немедленную прибавку уровня на 10-15 дБ на той же дистанции.

Результат: чип заменён внешним диполем, кабель u.FL зафиксирован каплей клея. Связь держится без провалов LQ при любых эволюциях дрона.

Смежные материалы: регулируемый VTX/VRX на ESP32, приёмные ферритовые антенны - про то, почему у маленькой антенны так мало КПД.

A5. Клевер (Cloverleaf)

Что это. Классика 5,8 ГГц. Три (реже четыре) лепестка-петли, развёрнутые по кругу на 120°, каждая петля - виток длиной около λ. Даёт круговую поляризацию.

**Рис. 9.** Клевер на три лепестка: развёртка одного лепестка с размерами и угол наклона 45 градусов. Ошибка в наклоне убивает осевое отношение

Размеры для 5,8 ГГц (три лепестка): длина провода одного лепестка ≈ λ = 51,7 мм, ширина лепестка ≈ 12 мм, высота ≈ 16 мм, наклон плоскости лепестка к оси 45°, разворот лепестков 120°.

Для 1,2 ГГц всё умножается на 249,8/51,7 = 4,83.

Параметры. Усиление 1-2 дБи, осевое отношение у хорошего 1-2 дБ, у дешёвого 4-6 дБ. Поляризация круговая RHCP или LHCP - смотрите маркировку.

Дистанция. С аналоговым VTX 400 мВт - 2-5 км в поле. Клевер не про дальность, он про стабильность картинки.

Погода. Открытые лепестки собирают воду. Капля на лепестке сдвигает резонанс и портит осевое отношение - картинка в дождь начинает «плыть» по-разному в разных разворотах. Клеверы с колпачком из радиопрозрачного пластика этого лишены, и в дождь они заметно стабильнее. Мороз не страшен, а вот удар по промёрзшему пластику колет его на раз.

Рельеф. Именно здесь клевер выигрывает: застройка, ангары, бетон, полёты над водой. Круговая отсекает отражения, и рябь на картинке пропадает. В чистом поле преимущество перед диполем почти незаметно - там разница только в независимости от разворота.

Как собрать. Честно: не собирайте клевер руками, если вам не интересен сам процесс. Он требователен к геометрии - миллиметр в лепестке на 5,8 ГГц заметно портит осевое отношение, а проверить осевое отношение дома нечем. Готовый стоит 300-600 рублей.

Если всё же делаете - STL-модели для изготовления есть в базе: клевер - STL-модели для изготовления антенны. Печатаете шаблон, гнёте по нему провод, паяете к SMA.

Как проверить. КСВ по прибору покажет только согласование, не поляризацию. Настоящая проверка - полевая: поставьте дрон на стол и покрутите его вокруг всех осей, глядя на RSSI. У хорошего клевера сигнал гуляет в пределах 2-3 дБ, у плохого - на 8-10 дБ.

Результат: лепестки правильной формы, наклон ровно 45°, припаяны надёжно. КСВ на 5,8 ГГц в пределах 1,2-1,5. В полёте картинка не срывается в полосы при кренах и разворотах.

Когда это неправильный выбор. Когда вы летите далеко по прямой в чистом поле - там бортовой патч или даже диполь дадут больше. И когда рама такая, что клевер ломается в каждом падении - берите Stubby.

A6. Pagoda

Что это. Клевер, переведённый в печатный вид: вместо гнутого провода - слои текстолита с вытравленными лепестками. Идея в повторяемости - заводская точность вместо кривых рук.

**Рис. 10.** Pagoda в разрезе по слоям: два-три слоя текстолита, между ними расстояние, задающее фазу

Параметры. Усиление 1-2 дБи, осевое отношение стабильно 1-2 дБ (главный плюс перед гнутым клевером), полоса шире, чем у клевера.

Дистанция и рельеф - как у клевера, A5.

Погода. Существенно лучше клевера: плоские платы не держат каплю так, как открытые петли, а конструкция обычно залита в корпус. В дождь Pagoda ведёт себя предсказуемее.

Минус. Хрупкость. Текстолит на изломе у SMA - типичное место поломки при ударе. Ставьте на амортизирующее крепление.

Когда брать. Когда нужна повторяемость: три борта - три одинаковые антенны, без сюрпризов. Для учебных аппаратов, где важно, чтобы у всех было одинаково, это правильный выбор.

Как ставить. Монтировать на жёстком или полужёстком TPU-маунте на хвосте дрона, вынося диски текстолита минимум на 25-30 мм от карбоновых пластин и аккумулятора. Направление закрутки (RHCP/LHCP) обязано совпадать с приёмной антенной очков.

Как проверить. Анализатором цепей: КСВ на 5,8 ГГц должен быть не выше 1,3-1,5 в рабочей полосе канала. В поле: круговой тест с вращением коптера на 360° на дистанции 100 м - провалы RSSI не должны превышать 2-3 дБ.

Результат: платы параллельны, защитный колпачок надет, кабель не переломан. КСВ ниже 1,5, картинка в очках чистая без срывов при виражах.

A7. Lollipop и Axii («грибок»)

Что это. Фирменные компактные круговые. Излучающая часть спрятана в пластиковый колпачок на тонкой ножке.

Параметры. Усиление 1-1,5 дБи, осевое отношение хорошее, вес минимальный.

Плюс - в конструкции, а не в радиотехнике. Тонкая гибкая ножка гасит удар, колпачок защищает излучатель. По электрике это тот же клевер, по живучести - в разы лучше.

Погода. Закрытый колпачок - лучший вариант из круговых для дождя. Вода снаружи на гладком пластике почти не влияет.

Дистанция. 2-4 км с 400 мВт. Чуть скромнее хорошего клевера, но разница в пределах децибела.

Когда брать. Фристайл, гонки, всё, что часто падает. Разница в цене отбивается на первом же краше.

Как ставить. Ставить в штатный эластичный TPU-держатель под углом 45-60° назад: в поступательном полёте «грибок» встаёт строго вертикально. Не допускать излома тонкой ножки у металлической гильзы разъёма.

Как проверить. Осмотреть колпачок на трещины после падений. На анализаторе КСВ 1,2-1,4. В полевом тесте по OSD убедиться, что уровень стабилен при активном маневрировании.

Результат: ножка упругая, антенна зафиксирована без люфта. КСВ 1,2-1,4 на рабочем видеоканале, корпус держит удары при падениях.

A8. Stubby и короткие круговые

Что это. Укороченные круговые высотой 15-25 мм. Электрическая длина добирается свёрткой излучателя.

Чем платим. Усиление 0-1 дБи вместо 1-2, осевое отношение хуже. Разница со стандартным клевером - около 2-3 дБ. Это примерно 30 % дальности.

Когда это оправдано. Микро-сборки, сабли, тесные корпуса, аппараты для помещений. Когда полноразмерная антенна физически не встаёт или ломается быстрее, чем вы успеваете взлететь.

Когда это ошибка. Ставить Stubby на дальнобойный аппарат «чтобы аккуратнее выглядело». Два-три децибела на пределе дальности - это и есть та самая точка, где картинка рассыпается.

Как ставить. Накручивать напрямую на разъём VTX или очков от руки до упора, без инструментов. Обязательно проверять тип контакта: штырёк в гнездо (SMA vs RP-SMA).

Как проверить. На анализаторе: КСВ обычно в пределах 1,4-1,8. В поле: walk-test на 100-200 м - убедиться, что уровень сигнала ожидаемо на 2-3 дБ ниже полноразмерного клевера.

Результат: антенна сидит плотно, контакта с карбоном нет. КСВ до 1,8, связь устойчива в помещениях и на коротких дистанциях.

A9. Бортовой патч на крыле

Что это. Плоская направленная антенна, установленная на самолёте или крыле и смотрящая назад и вниз - туда, где оператор. Единственный случай, когда направленная на борту имеет смысл.

**Рис. 11.** Бортовой патч на крыле: луч направлен назад-вниз, конус около 90 градусов накрывает оператора на всей трассе полёта по прямой

Параметры. Усиление 6-8 дБи, сектор 70-90°, вес 15-40 г, поляризация обычно круговая (чтобы не зависеть от кренов).

Дистанция. Даёт +4-6 дБ к диполю в своём секторе. На дальнобойном крыле это плюс 60-100 % дальности - разница между 15 и 25 км.

Когда это работает. Аппарат летит по маршруту от оператора и обратно, крены умеренные, оператор всё время примерно в одном направлении. Крыло, VTOL, самолёт.

Когда это ловушка. Коптер, который крутится. Развернулись на 180° - и вы за пределами луча. Плюс виражи: при крене 60° луч уходит в небо.

Как ставить. 1. Патч крепится на верхнюю поверхность крыла или на хвостовую балку, излучающей стороной назад-вниз под углом 20-30° к горизонту. 2. Кабель - самый короткий, какой получится. На 5,8 ГГц каждый лишний метр тонкого коаксиала съедает 3 дБ, то есть половину выигрыша. 3. Проверьте, что патч не смотрит в углепластиковый лонжерон. Карбон в ближней зоне ломает диаграмму.

Как проверить. Полевой тест: поднимите аппарат на вытянутых руках и разворачивайте, глядя на RSSI. Максимум должен быть строго в секторе «на оператора», разница между максимумом и направлением «от оператора» - не меньше 10 дБ. Если разницы нет - патч не работает, ищите ошибку в монтаже.

Результат: патч надёжно зафиксирован под углом 20-30° назад-вниз, коаксиал минимальной длины уложен без изломов, карбоновый лонжерон вне зоны раскрыва. В полёте по прямой от оператора сигнал стабилен, прибавка к уровню +4-6 дБ.

Отдельно: GPS-антенны

Формально не наша тема, практически - ломается у всех.

Два типа. Керамический патч (квадратик 25×25 мм на модуле) и активная спиральная/квадрифилярная в цилиндрическом корпусе.

Три правила, которые нарушают все:

Керамический патч должен смотреть строго вверх и иметь металлическую землю под собой. Поставили боком или на пластик без земли - количество спутников падает вдвое.
Уносите GPS от VTX минимум на 10-15 см. Дело не в гармонике: 1575 МГц не кратно 1,2 ГГц. Убивает другое - широкополосный шум выходного каскада VTX, который лезет далеко за пределы своего канала, и обычная перегрузка входного малошумящего усилителя GPS сильным сигналом рядом. Приёмник сам сбрасывает усиление и слепнет. Симптом - спутники есть на земле и пропадают после включения видео. На 1,2 ГГц это классика, но то же самое ловится и с мощным 5,8.
Под GPS-антенну - экран из меди или алюминия, отделяющий её от электроники снизу. Кусок фольгированного текстолита 50×50 мм, припаянный на землю, даёт +2-3 спутника.

Готовые крепления из базы: грибок и корыто под антенну GPS.

Как проверить. Холодный старт на открытом небе: нормальный модуль с нормальной антенной ловит 10+ спутников за 60-90 секунд и держит HDOP ниже 1,5. Если ловит 5-6 и HDOP 3 - проблема в антенне или в помехах, а не в модуле.

Результат: модуль видит 10+ спутников на открытом воздухе, значение HDOP ниже 1,5, при включении видеопередатчика количество спутников не падает.

Монтаж на борту: где теряют больше, чем на выборе антенны

Можно купить лучшую антенну и выбросить её преимущество установкой. Вот список того, что реально ломает связь.

**Рис. 12.** Правильно и неправильно: слева антенна в воздухе с перпендикулярным кабелем, справа четыре типовые ошибки

1. Карбон. Углеволокно проводит ток и экранирует. Антенна, прижатая к раме или спрятанная под карбоновой крышкой, теряет от 3 до 10 дБ. Правило: излучающая часть должна быть в воздухе, не ближе 20-30 мм от любого карбона.

2. Силовая часть. Регуляторы и моторы гадят в эфир широкополосным шумом. Приёмная антенна, лежащая на ESC, ловит этот шум и теряет чувствительность - формально сигнал есть, а LQ сыпется под газом. Симптом характерный: связь ухудшается при добавлении газа. Разносите приёмник и его антенны от силовой части и от проводов питания.

3. Кабель вдоль плеча антенны. Если коаксиал идёт параллельно излучателю и вплотную - оплётка становится частью антенны, диаграмма кривая, КСВ уезжает. Кабель должен уходить перпендикулярно плечам минимум на λ/4.

4. Две приёмные антенны рядом и параллельно. Смысл двух антенн - в разнесении. Стоящие рядом параллельно антенны видят одно и то же и в провал уходят вместе. Разносите: под 90° друг к другу и по разным углам рамы. На дальнобойных бортах ещё и по разной поляризации.

5. SMA против RP-SMA (смертельная ловушка для передатчика). Внешняя резьба у них абсолютно одинаковая, но полярность центрального контакта вывернута (Reverse Polarity): - SMA Male (вилка): резьба внутри, по центру ШТЫРЁК (пин). - SMA Female (розетка на VTX): резьба снаружи, по центру ГНЕЗДО (отверстие). - RP-SMA Male (вилка Wi-Fi/FPV): резьба внутри, по центру ГНЕЗДО. - RP-SMA Female: резьба снаружи, по центру ШТЫРЁК.

Здесь делают две ошибки, и обе кончаются ремонтом: 1. «Два гнезда» (RP-SMA вилка + SMA розетка): центрального контакта нет ни с одной стороны. Антенна накручена, а передатчик работает вхолостую - КСВ больше 10, выходной каскад сгорает за секунды. 2. «Два штыря» (SMA вилка + RP-SMA розетка): при закручивании два штырька упираются друг в друга. Центральный пин разъёма передатчика продавливает фторопластовый изолятор, сминается и выламывает контакт прямо из платы VTX вместе с дорожками. Это уже не замена антенны, это пайка платы.

Перед каждой накруткой посмотрите в торец разъёма глазами: соединяться должны строго ШТЫРЁК с ГНЕЗДОМ.

6. Удар. Незащищённая антенна ломается в первом же падении - обычно не сам излучатель, а центральная жила у основания разъёма, и ломается невидимо. Симптом: дальность упала вдвое, антенна выглядит целой.

Крепления и маунты под печать: маунт SMA под раму Pressrock · держатель антенны управления Chimera v2 · держатель T-диполя под мотор. Полный каталог готовых STL-моделей собран в финале статьи.

Справочник B. Наземные всенаправленные: круговой обзор

Раздел 8

Наземные всенаправленные

круговой обзор

Уровень 2: базовый

Справочник B. Наземные всенаправленные: круговой обзор

Ground plane: четвертьволновая с противовесами

Чем они отличаются

Штырь из комплекта («резинка»)

Применение: Та самая чёрная резиновая палочка, что пришла с очками или пультом. Внутри - штырь или свёрнутая спираль.

Внимание! Держать пульт или очки антенной в сторону дрона.

Полуволновый диполь на выносе

Применение: Тот же диполь из A2, но не на борту, а на штативе или мачте, с кабелем вниз.

Ground plane: четвертьволновая с противовесами

Применение: Штырь λ/4 вверх плюс три-четыре противовеса той же длины, отогнутых вниз под 45°. Классика, которой сто лет, и она работает.

J-антенна и Slim Jim

Применение: Полуволновый излучатель, запитанный через четвертьволновый согласующий шлейф. Вся антенна - один кусок трубки или ленточного кабеля, согнутый буквой J.

Внимание! На 5,8 ГГц - размеры становятся микроскопическими, точность нужна ювелирная.

Коллинеарная (COCO, Franklin)

Применение: Несколько полуволновых излучателей, поставленных в столбик и сфазированных так, чтобы излучать синфазно. Самая недооценённая антенна для наземки.

Внимание! Сплющенная диаграмма означает, что прямо над антенной образуется большая мёртвая зона.

Дискоконусная

Применение: Диск сверху, конус снизу. Широкополосная всенаправленная - работает в полосе 1:10 по частоте без перестройки.

Внимание! Как рабочая антенна связи - почти всегда.

Всенаправленная на земле нужна не «на всякий случай», а по делу: она держит дрон рядом, за спиной и над головой - там, где направленная слепая. В грамотной наземке она всегда стоит второй антенной, даже если основная - парабола.

B1. Штырь из комплекта («резинка»)

Что это. Та самая чёрная резиновая палочка, что пришла с очками или пультом. Внутри - штырь или свёрнутая спираль.

Параметры. Заявляют 3-5 дБи, реально 1-2 дБи. Линейная поляризация, вертикальная.

Дистанция. 300-1500 м на 5,8 ГГц, до 3-5 км на 868 МГц.

Зачем она нужна. Это эталон. Всё, что вы покупаете дальше, имеет смысл сравнивать с ней - по той же трассе, в тот же день. Не выбрасывайте, держите в сумке: если новая антенна проиграла резинке, вы купили брак или неправильно поставили.

Погода. Абсолютно всепогодная. Резина, герметичный узел, ломать нечего.

Главная ошибка. Держать пульт или очки антенной в сторону дрона. У штыря максимум излучения перпендикулярно оси, а по оси - провал. Направили торцом на дрон - направили на него самое слабое место диаграммы. Штырь должен стоять вертикально, дрон при этом сбоку от него.

Второе: на 5,8 ГГц в очках штырь из комплекта - линейный, а бортовой клевер - круговой. Это гарантированные 3 дБ потерь. Смена штыря на круговую той же закрутки - бесплатные 3 дБ, самый простой апгрейд из всех.

Как ставить. Штырь ставить строго вертикально (перпендикулярно земле). Дрон должен находиться сбоку от оси антенны, ни в коем случае не направлять антенну торцом на дрон (там глубокий провал диаграммы направленности). При использовании на пульте ориентировать шарнир так, чтобы антенна стояла вертикально при вашем привычном хвате пульта.

Как проверить. Тест на дальность на постоянной высоте в секторе 360°: на 5,8 ГГц RSSI должен быть одинаковым во всех азимутах при облёте точки оператора. Направить торец антенны на дрон - уровень сигнала должен просесть минимум на 15-20 дБ.

Результат: штырь установлен вертикально, диаграмма круговая в горизонте, мёртвая зона (торец) направлена строго в зенит и землю. Сигнал стабилен во всём секторе 360° на дистанциях до 1,5 км (5,8 ГГц) или до 5 км (868 МГц).

B2. Полуволновый диполь на выносе

Что это. Тот же диполь из A2, но не на борту, а на штативе или мачте, с кабелем вниз.

Размеры - таблица из A2, они не меняются.

Параметры. 2,15 дБи, круговая диаграмма в горизонте, вертикальная поляризация.

Зачем, если у меня есть резинка. Затем, что дело не в усилении, а в высоте и в теле оператора. Человек - это мешок с водой, который экранирует сигнал. Антенна на очках работает через вашу голову, когда дрон за спиной: это минус 5-10 дБ ровно в тот момент, когда он вам нужен.

Вынос на палку высотой 2 м уже даёт заметную прибавку. Не за счёт антенны - за счёт того, что вы перестали быть препятствием.

Погода. Уязвимость - вода в узле пайки и в разъёме. Герметизируйте термоусадкой с клеем, разъём на мачте ставьте вниз головой или замотайте, иначе вода идёт по кабелю прямо в него. Мороз - см. A2, коаксиал ломается на изгибе.

Ветер. Парусность нулевая, но штатив с антенной и кабелем валит порывом на раз. Прижмите ногу штатива аккумулятором или камнем - потерянная антенна дороже.

Как собрать. Диполь из A2 плюс мачта. Мачта - хоть палка от швабры, хоть телескопическая удочка. Крепление - хомут и кусок пластика.

Обязательно: симметрирование (чок-балун). Без него ВЧ-ток затекает по внешней стороне оплётки кабеля вниз, кабель начинает паразитно излучать, диаграмма перекашивается, а приёмник ловит наводки от оператора. Как и чем симметрировать (ферриты или стакан-базука) - подробно описано в разделе «Чок-балун» ниже, там же разобрано, почему бухта из кабеля на СВЧ не работает.

Материалы базы: сборка выноса, работа с НСУ, выносные антенны для FPV, электрорадиокомпоненты: конденсаторы, резисторы, дроссели.

Как проверить. Подключите к анализатору через рабочий фидер: резонанс на рабочей частоте, КСВ не выше 1,3-1,5. Возьмитесь рукой за оплётку фидера в метре от антенны: если КСВ или резонансная частота заметно сдвинулись - балун не работает, оплётка излучает. При исправном балуне показания стабильны.

Результат: выносной диполь поднят на мачту вертикально, разъём загерметизирован и ориентирован вниз, оплётка кабеля отсечена балуном. За счёт выноса из зоны затенения телом оператора уровень сигнала вырастает на 5-10 дБ при полётах за спиной и на малых высотах.

B3. Ground plane: четвертьволновая с противовесами

Что это. Штырь λ/4 вверх плюс три-четыре противовеса той же длины, отогнутых вниз под 45°. Классика, которой сто лет, и она работает.

**Рис. 13.** Ground plane: штырь и четыре противовеса под 45 градусов. Угол противовесов задаёт сопротивление - 45 градусов дают ровно 50 Ом

Размеры (штырь и каждый противовес):

Диапазон / Частота	Длина элемента (штырь и противовесы)
433 МГц	164 мм
730 МГц	98 мм
868 МГц	82 мм
915 МГц	78 мм
1,2 ГГц	59 мм
1,4 ГГц	51 мм
2,44 ГГц	29 мм
3,3 ГГц	22 мм
5,8 ГГц	12,3 мм

Фокус с углом противовесов. Если противовесы горизонтальные - сопротивление около 36 Ом, КСВ плохой. Отогнули вниз на 45° - стало ровно 50 Ом. Это не подгонка, это известное свойство конструкции. Поэтому все нормальные ground plane выглядят как зонтик.

Параметры. 1-2 дБи, вертикальная поляризация. Про диаграмму надо знать честно: у λ/4 ground plane с противовесами под 45° главный лепесток задран на 25-30° над горизонтом, а не прижат к нему. Это и есть плата за удобные 50 Ом - тот же наклон противовесов, который поднимает сопротивление с 36 до 50 Ом, поднимает и лепесток. По земле такая антенна светит хуже диполя, зато отлично берёт дрон, который ходит кругами невысоко над площадкой.

Дистанция. До 2 км на 5,8, до 5-8 км на 868 МГц с хорошим приёмником.

Погода. Практически всепогодная. Открытая конструкция без диэлектрика, воде негде задержаться. Обледенение на тонких элементах в мороз может сдвинуть резонанс - на КСВ это видно, на дальности почти нет.

Ветер. Лёгкая, низкая парусность. Хорошо живёт на мачте.

Как собрать - пошагово, самая простая антенна для первого раза. 1. Возьмите панельный разъём SMA-мама с четырьмя лапками под винты. 2. В центральный контакт впаяйте штырь нужной длины (медь 1-1,5 мм). 3. В четыре лапки корпуса впаяйте четыре противовеса той же длины. 4. Отогните противовесы вниз на 45°, все одинаково. 5. Прикрутите разъём к куску пластика или напечатанному корпусу, воткните кабель.

Полчаса работы, себестоимость меньше ста рублей, результат - лучше половины покупных.

Как проверить. КСВ должен быть 1,1-1,5 на рабочей частоте. Если 2,5-3 - проверьте угол противовесов (горизонтальные дают плохой КСВ) и длину штыря. Практическая конструкция и теория - в базе: практические конструкции антенн, видео рефлекторы и четвертноволновой вибратор (так в названии в базе).

Результат: антенна похожа на зонтик: четыре противовеса под одинаковым углом 45°, штырь строго вертикально. КСВ 1,1-1,5 на рабочей частоте, провал один и широкий.

B4. J-антенна и Slim Jim

Что это. Полуволновый излучатель, запитанный через четвертьволновый согласующий шлейф. Вся антенна - один кусок трубки или ленточного кабеля, согнутый буквой J. Slim Jim - её вариант в виде замкнутой петли, чуть эффективнее.

**Рис. 14.** J-антенна и Slim Jim: излучатель, шлейф и точка питания. Точку питания ищут подбором - это нормально

Размеры для Slim Jim: общая высота ≈ 0,75λ, шлейф ≈ 0,25λ, зазор между излучателем и шлейфом ≈ λ/60, точка питания - 0,03-0,05λ от низа шлейфа.

Диапазон	Высота	Шлейф	Точка питания от низа
433 МГц	519 мм	173 мм	21-35 мм
868 МГц	259 мм	86 мм	10-17 мм
915 МГц	246 мм	82 мм	10-16 мм
1,2 ГГц	187 мм	62 мм	7-12 мм

Параметры. 2-3 дБи, то есть уровень обычного полуволнового диполя. Шлейф здесь согласует, а не излучает, и лишних децибел от него не будет - кто обещает 5-6 дБи, тот считает шлейф второй антенной. Ценность J-антенны в другом: ей не нужны противовесы и «земля» вообще, поэтому она садится прямо на мачту и не требует зонтика из проволоки под собой.

Дистанция. Как у диполя: до 5-10 км на 868 МГц с нормальным приёмником, при условии высоты.

Погода. Отличная. Металлическая трубка или ленточный кабель в пластиковой трубе - всепогодная конструкция. Вариант «Slim Jim из ленточного кабеля в трубе ПВХ» переживает зиму без вопросов.

Как собрать. Готовая инструкция есть в базе, не пересказываю: изготовление выноса на основе J-антенны на диапазон UHF.

Как проверить. Точка питания подбирается: припаяли, замерили КСВ, сдвинули на 2-3 мм, замерили снова. Ищете минимум. Это нормальная процедура, а не признак кривой сборки - J-антенна настраивается именно так.

Когда это неправильный выбор. На 5,8 ГГц - размеры становятся микроскопическими, точность нужна ювелирная. Это антенна для 433-1200 МГц.

Результат: Slim Jim смонтирован в герметичной ПВХ-трубе и закреплён на мачте без металлических противовесов. Точка питания согласована, КСВ на рабочей частоте 1,1-1,3, диаграмма строго круговая с прижатым к горизонту лепестком.

B5. Коллинеарная (COCO, Franklin)

Что это. Несколько полуволновых излучателей, поставленных в столбик и сфазированных так, чтобы излучать синфазно. Самая недооценённая антенна для наземки.

**Рис. 15.** Коллинеарная: четыре секции в столбик. Каждая следующая пара секций прижимает диаграмму к горизонту и добавляет около 3 дБ

Что она даёт. Круговая диаграмма остаётся круговой, но сплющивается: излучение уходит из зенита в горизонт. Удвоение числа секций даёт около 2,5-3 дБ - на практике ближе к 2,5, потому что часть выигрыша съедает фазирующая линия.

Секций	Усиление	Ширина луча по вертикали
2	~5 дБи	~30°
4	~7,5 дБи	~15°
8	~10 дБи	~8°

Дистанция. 4-секционная коллинеарная на 868 МГц даёт по горизонту примерно столько же, сколько трёхэлементная Яги (см. таблицу в C2), но во все стороны сразу. Для наземки, вокруг которой летают, это лучший компромисс, какой существует.

Расплата. Сплющенная диаграмма означает, что прямо над антенной образуется большая мёртвая зона. Дрон над головой на 8-секционной коллинеарной - гарантированная потеря. Для полётов «вокруг себя на 200 метрах» она хуже простого штыря. Её стихия - дальние полёты по горизонту.

Погода. Конструкция обычно закрыта в трубу ПВХ - всепогодная. Единственное: труба должна быть закрыта сверху, иначе за сезон внутрь натечёт воды и антенна «поплывёт» по КСВ.

Ветер. Высокая длинная труба на мачте - серьёзная парусность. 8-секционная на 868 МГц - это около метра трубы (восемь секций по 114 мм) плюс концевые заглушки. Растяжки обязательны.

Как собрать. Классический вариант COCO (Coaxial Collinear) делается из одного куска коаксиала: отрезки по λ/2 с учётом коэффициента укорочения кабеля, соединённые с перестановкой центральной жилы и оплётки местами. Это доступно для рук, но требует аккуратности.

Электрическая длина секции = λ/2 × k, где k - коэффициент укорочения кабеля (0,66 для сплошного полиэтилена, 0,82-0,85 для вспененного). Обязательно смотрите k своего кабеля в даташите - это главная ошибка в COCO.

Для 868 МГц с RG-58 (k = 0,66): секция = 172,7 × 0,66 = 114 мм.

Как проверить. КСВ ниже 2,0 в полосе. Но главная проверка - полевая: коллинеарная должна дать заметную прибавку на дальней дистанции по горизонту и заметно проиграть штырю по дрону над головой. Если ведёт себя как штырь - секции не сфазированы, ищите ошибку в длинах.

Результат: коллинеарная антенна собрана с точным учётом коэффициента укорочения кабеля и запаяна в герметичную пластиковую трубу с заглушкой. На анализаторе КСВ в рабочей полосе ниже 1,5-1,8. По горизонту дальность на 4-секционной антенне вырастает в 1,5-2 раза по сравнению с обычным штырём при сохранении кругового обзора 360°.

B6. Дискоконусная

Что это. Диск сверху, конус снизу. Широкополосная всенаправленная - работает в полосе 1:10 по частоте без перестройки.

**Рис. 16.** Дискоконусная: диаметр диска, длина образующей конуса и угол раскрыва задают нижнюю границу полосы

Размеры. Считаются от нижней частоты диапазона: длина образующей конуса ≈ λ/4 на нижней частоте, диаметр диска ≈ 0,7 от диаметра основания конуса, угол раскрыва конуса 25-40°, зазор диск-конус 3-5 мм.

Для нижней границы 400 МГц: образующая 187 мм, работает примерно от 400 МГц до 4 ГГц.

Параметры. Усиление 0-2 дБи - меньше, чем у обычного диполя. Ценность не в усилении, а в полосе.

Когда она нужна. Не для полётов, а для мониторинга эфира: сканер, SDR, поиск помех, проверка, кто и на чём работает на площадке перед вылетом. Одна антенна на весь диапазон, без перетыкания.

Погода. Металлическая, всепогодная. Единственное - широкий диск собирает снег зимой.

Смежные материалы: SDR на практике, радиомониторинг: задачи, методы, средства, проектирование систем связи на основе GNU Radio.

Когда это неправильный выбор. Как рабочая антенна связи - почти всегда. Усиление низкое, специализированная антенна на вашей частоте будет лучше. Дискоконус - инструмент разведки, а не связи.

Как ставить. Устанавливать на максимально доступной высоте на диэлектрической мачте вдали от крупных металлических конструкций. Диск ориентирован строго горизонтально, конус - вершиной вверх с зазором 3-5 мм от диска. Кабель снижения проходит внутри конуса или отводится строго вниз.

Как проверить. Снять кривую КСВ анализатором во всей заявленной полосе (например, 400-4000 МГц): график должен оставаться ниже отметки 2,0 без резких всплесков выше 2,5. На SDR-приёмнике оценить уровень шума эфира и контрольных несущих по краям диапазона.

Результат: широкополосная обзорная антенна смонтирована на мачте, КСВ не превышает 2,0 в полосе от 400 МГц до 4 ГГц. SDR-приёмник уверенно фиксирует радиообстановку во всех рабочих диапазонах FPV без перестановки антенн.

Справочник C. Наземные направленные: за километрами

Раздел 9

Наземные направленные

за километрами

Уровень 2: базовый

Справочник C. Наземные направленные: за километрами

Чем они отличаются

Патч (микрополосковый)

Применение: Плоская пластина над «землёй», разделённые диэлектриком. Излучает вперёд широким конусом.

Яги-Уда

Применение: Активный вибратор плюс рефлектор сзади и директоры спереди. Директоры «подтягивают» поле вперёд, рефлектор не пускает назад.

Moxon

Применение: Двухэлементная антенна, у которой концы вибратора и рефлектора загнуты навстречу друг другу. За счёт этого элементы связаны сильнее, антенна становится компактнее и получает выдающееся подав

Кубический квадрат (Quad)

Применение: Та же логика, что у Яги, но элементы - не прямые куски, а замкнутые рамки периметром около λ. Рефлектор чуть больше, директоры чуть меньше.

Внимание!!! Механически сложнее: нужен каркас-крестовина, который держит рамку в форме.

Логопериодическая (LPDA)

Применение: Ряд диполей убывающей длины на двухпроводной линии с перекрёстным подключением. На каждой частоте «работает» своя группа элементов, а остальные молчат.

Харченко (биквадрат) с рефлектором

Применение: Два ромба, соединённые в точке питания, перед плоским рефлектором. Изобретена Харченко в шестидесятых, и до сих пор это лучшая антенна из тех, что можно сделать из куска проволоки и фольгиро

Двойной биквадрат

Применение: Следующий шаг от Харченко: не два ромба, а четыре в ряд, на общем рефлекторе. Больше апертура (эффективная площадь сбора энергии) - больше усиление.

Спиральная (helical, осевой режим)

Применение: Провод, навитый спиралью на диэлектрическом каркасе, перед рефлектором. Когда длина витка примерно равна длине волны, антенна переходит в осевой режим: излучает вдоль оси спирали, круговой п

Рупорная (horn)

Применение: Расширяющийся металлический раструб на конце волновода. Никаких резонансных элементов - только геометрия.

Здесь живут те самые децибелы, ради которых всё затевается. И здесь же главная ловушка: каждый дополнительный децибел вы платите градусами сектора.

Перед выбором ответьте себе честно на один вопрос: кто будет держать антенну направленной на дрон? Если никто - берите то, что шире.

C1. Патч (микрополосковый)

Что это. Плоская пластина над «землёй», разделённые диэлектриком. Излучает вперёд широким конусом. Самая массовая направленная антенна в FPV - и заслуженно.

**Рис. 17.** Патч в разрезе: излучающая пластина, диэлектрик, земляной слой, точка питания. Размер пластины задаёт частоту, толщина диэлектрика - полосу

Размеры для простого прямоугольного патча на 5,8 ГГц (текстолит FR-4, ε ≈ 4,4, толщина 1,6 мм): пластина ≈ 11,7 × 15,7 мм, земляной слой минимум 35 × 35 мм, точка питания на 3,5-4 мм от края.

Для 2,44 ГГц на том же FR-4: пластина ≈ 29 × 37,4 мм, земля минимум 90 × 90 мм.

На 5,8 ГГц стеклотекстолит FR-4 работает как печка - вы теряете 3-4 дБ чистого усиления. Тангенс угла потерь у него огромный (tg δ ≈ 0,025-0,035), и до половины подведённой мощности превращается в тепло внутри стеклоткани. Поэтому заводские и лучшие самодельные патчи на 5,8 ГГц делают с воздушным зазором (air-dielectric): медная или латунная пластина вывешивается над металлическим экраном на капроновых стойках через воздух (там tg δ = 0 и ε = 1,0). Второй вариант - дорогие СВЧ-ламинаты (Rogers RO4003C, RO4350B). Травите сами на 5,8 ГГц - делайте только воздушный зазор.

Важно: размеры патча зависят от диэлектрика. Поменяли текстолит или перешли на воздух - размеры меняются радикально (в воздухе патч на 5,8 ГГц будет крупнее: около 23 × 25 мм при зазоре 1,5 мм). Поэтому покупной патч на проверенном ламинате почти всегда лучше самодельного на случайном текстолите.

Параметры.

Тип	Усиление	Сектор -3 дБ
Одиночный патч	6-8 дБи	65-90°
Патч 2×2 (стек)	11-14 дБи	50-70°
Патч 4×4	16-18 дБи	25-30°

Поляризация - бывает и линейная, и круговая. Для 5,8 ГГц берите круговой RHCP, он состыкуется с клевером на борту без потери 3 дБ.

Дистанция. Считаем честно, по бюджету линии из раздела выше: клевер на борту 1,5 дБи, патч 14 дБи (стек 2×2), 400 мВт, чувствительность −90 дБм, запас 10 дБ - получается 4,5 км в идеальном свободном пространстве. В поле это обычно 1,5-3 км, дальше упираются не в антенну, а в рельеф и в отражения. Цифры «10 км на патч» бывают, но только с высотой, чистой трассой и хорошим приёмником. Одиночный патч (6-8 дБи) даст пропорционально меньше: 800-1500 м в поле.

Погода. Патч почти всегда залит в пластиковый корпус - самая всепогодная из направленных. Но: вода, стоящая плёнкой на лицевой поверхности, уводит частоту. Дождь на патче - это реальные 1-3 дБ. Наклон корпуса вперёд на 10-15°, чтобы вода стекала, решает.

Мороз: корпус из дешёвого ABS на -20° трескается от удара. Обледенение на лицевой стороне - те же 1-3 дБ, счищается рукой.

Ветер. Плоская панель - это парус. Патч 14 дБи на лёгком штативе при боковом порыве разворачивается, и вы теряете связь на ровном месте. Нагрузите штатив.

Рельеф. Патч - правильный выбор для застройки и леса: широкий сектор прощает ошибки наведения, а круговая поляризация режет отражения. В чистом поле на очень большие дистанции Яги и спираль его обходят.

Как ставить. 1. Патч смотрит в сектор полёта, а не строго в текущее положение дрона. 2. Вторая антенна в diversity - обязательно всенаправленная, иначе теряете всё, что за спиной. 3. Кабель от патча до приёмника - максимально короткий. См. таблицу потерь. 4. Наклон вверх на 5-10°: дрон в воздухе, а не на уровне глаз.

Как проверить. Ставите дрон на 50-100 м, смотрите RSSI. Наводите на дрон - максимум, отворачиваете на 90° - падение на 10-15 дБ. Если разницы почти нет - патч не работает как патч (отвалился элемент, кривой кабель, не тот разъём).

Результат: патч закреплён на мачте или очках с небольшим наклоном вверх 5-10°, направлен в центр рабочего сектора. На анализаторе КСВ в полосе 5,8 ГГц ниже 1,3-1,5. При отвороте антенны на 90° от дрона RSSI падает на 10-15 дБ, подтверждая чёткую диаграмму направленности.

Тред из базы про патч на нестандартный диапазон: патч на 3.3.

C2. Яги-Уда

Что это. Активный вибратор плюс рефлектор сзади и директоры спереди. Директоры «подтягивают» поле вперёд, рефлектор не пускает назад. Самая известная направленная антенна в мире.

**Рис. 18.** Яги-Уда: рефлектор, вибратор, директоры и расстояния между ними на траверсе. Каждый следующий директор добавляет всё меньше

Размеры (классическая схема, доли λ): рефлектор 0,482λ · вибратор 0,472λ · директоры 0,442λ · расстояние рефлектор-вибратор 0,2λ · вибратор-первый директор 0,15λ · между директорами 0,15-0,25λ.

Диапазон / Частота	Рефлектор	Вибратор	Директор	Реф-Вибр	Вибр-Дир
433 МГц (UHF)	334 мм	327 мм	306 мм	138 мм	104 мм
730 МГц (Анти-РЭБ)	198 мм	194 мм	181 мм	82 мм	62 мм
868 МГц	166 мм	163 мм	153 мм	69 мм	52 мм
915 МГц	158 мм	155 мм	145 мм	66 мм	49 мм
1,2 ГГц	120 мм	118 мм	110 мм	50 мм	37 мм
1,4 ГГц (COFDM)	103 мм	101 мм	95 мм	43 мм	32 мм
2,44 ГГц	59 мм	58 мм	54 мм	25 мм	18 мм
5,8 ГГц	25 мм	24 мм	23 мм	10 мм	8 мм

Сколько даёт каждый элемент:

Элементов	Усиление	Сектор	F/B
2 (реф + вибр)	~5 дБи	65°	10 дБ
3	~7,5 дБи	55°	15 дБ
5	~10 дБи	45°	18 дБ
7	~12 дБи	38°	20 дБ
10	~13,5 дБи	32°	22 дБ
16	~15,5 дБи	25°	24 дБ

Смотрите на закон убывания: с 3 до 5 элементов - плюс 2,5 дБ, с 10 до 16 - плюс 2 дБ при вдвое более длинной траверсе. Длинная Яги - это много железа ради малого выигрыша и узкий сектор, в который вы не попадёте.

Разумный оптимум для наземки - 5-7 элементов.

Дистанция. Яги 7 элементов на 868 МГц по управлению - 20-30 км в прямой видимости. По видео на 1,2 ГГц - 10-20 км.

Погода. Открытые металлические элементы - конструктивно всепогодные. Два «но»: - Обледенение уводит резонанс. Лёд на элементах - это диэлектрик, он электрически удлиняет их. Усиление падает, КСВ растёт. На тонких элементах эффект сильнее. Лечится толстыми элементами (трубка вместо проволоки) или радиопрозрачным чехлом. - Точка питания вибратора - место, куда затекает вода. Герметизируйте.

Ветер. Длинная Яги - серьёзная парусность и большой момент на мачте. 10-элементная на 868 МГц - это метр с лишним траверсы. При ветре мачта играет, узкий луч гуляет, связь мигает. На ветру короткая Яги или Moxon работают стабильнее длинной.

Рельеф. Поле, прямая видимость, полёт в одну сторону - её стихия. В городе - хуже Moxon: боковые лепестки ловят отражения и помехи.

Как собрать. 1. Траверса - деревянная рейка, ПВХ-трубка или алюминиевый уголок. Если металлическая - элементы должны быть от неё изолированы или проходить сквозь неё строго по центру (тогда влияние минимально). 2. Элементы - алюминиевая трубка 4-8 мм или медная проволока 2-3 мм. Толще - шире полоса, меньше влияние льда. 3. Вибратор и согласование (главная ловушка новичков): В одиночном диполе сопротивление 73 Ом, но в составе многоэлементной Яги из-за влияния близких директоров и рефлектора оно падает до 15-25 Ом. Подключите 50-омный кабель к обычному разрезному вибратору напрямую - получите КСВ 2,5-3,5 и потеряете мощность. Правильных решений два: - Петлевой вибратор с U-коленом. Петлевой вибратор поднимает сопротивление ровно вчетверо против обычного разрезного. Дальше полуволновый отрезок кабеля (с учётом k укорочения), включённый петлёй, работает как балун 4:1 и делит обратно. Фокус в том, что геометрию антенны при этом подбирают так, чтобы разрезной вибратор в массиве давал около 50 Ом: петлевой поднимает это до 200, U-колено возвращает к 50, и заодно симметрирует. Если же вы оставили тесную геометрию с 15-25 Ом, петлевой даст 60-100 Ом, а U-колено вернёт вас в те же 15-25 - лучше не станет. - Геометрия под прямое включение. Специально оптимизированные схемы (расчёты DL6WU, DK7ZB) с подобранными зазорами: сопротивление вибратора изначально доведено до 50 Ом (или до 28 Ом у DK7ZB - тогда согласование делается двумя одинаковыми четвертьволновыми отрезками 75-омного кабеля, соединёнными параллельно: два по 75 Ом в параллель дают 37,5 Ом, а нужно √(50×28) = 37,4 Ом. Один отрезок 75 Ом здесь не подходит - он даст 75²/28 = 201 Ом и КСВ около 4, то есть сожжённый выходной каскад). Для самосбора это проще петли: берёте готовую таблицу размеров и не считаете ничего. 4. Все элементы строго перпендикулярны траверсе и лежат в одной плоскости. Перекос в 5° уже видно на диаграмме. 5. Чок-балун на кабеле у точки питания - обязательно.

Как проверить. КСВ 1,3-2,0 на частоте. Полевая проверка - отношение вперёд/назад: разворот на 180° должен дать падение не меньше 15 дБ. Если падение 5 дБ - рефлектор не работает, проверяйте длину и расстояние.

Результат: траверса Яги выставлена в направлении цели, элементы выровнены строго в одной плоскости без перекосов. На анализаторе КСВ в рабочем диапазоне 1,2-1,5. Отношение вперёд/назад при тесте на местности составляет не менее 15-20 дБ.

Смежное в базе: антенны на диапазон 144-430 МГц, практические конструкции антенн, видео диаграмма направленности РЭБ.

C3. Moxon

Что это. Двухэлементная антенна, у которой концы вибратора и рефлектора загнуты навстречу друг другу. За счёт этого элементы связаны сильнее, антенна становится компактнее и получает выдающееся подавление назад.

**Рис. 19.** Moxon: прямоугольник A на E, с зазором C между загнутыми концами. Зазор C - самый критичный размер во всей конструкции

Размеры (коэффициенты для провода диаметром около 0,001λ - это, например, 2 мм на 868 МГц; для более тонкого провода A и E немного растут): A = 0,364λ (ширина) · B = 0,055λ (загиб вибратора) · C = 0,010λ (зазор) · D = 0,068λ (загиб рефлектора) · E = 0,133λ (общая глубина).

Диапазон / Частота	A ширина	B загиб вибр.	C зазор	D загиб рефл.	E глубина
433 МГц (UHF)	252,0 мм	38,1 мм	6,9 мм	47,1 мм	92,1 мм
730 МГц (Анти-РЭБ)	149,5 мм	22,6 мм	4,1 мм	27,9 мм	54,6 мм
868 МГц	125,7 мм	19,0 мм	3,5 мм	23,5 мм	45,9 мм
915 МГц	119,3 мм	18,0 мм	3,3 мм	22,3 мм	43,6 мм
1,2 ГГц	90,9 мм	13,7 мм	2,5 мм	17,0 мм	33,2 мм
1,4 ГГц (COFDM)	77,9 мм	11,8 мм	2,1 мм	14,6 мм	28,5 мм
2,44 ГГц	44,7 мм	6,8 мм	1,2 мм	8,4 мм	16,3 мм
3,3 ГГц	33,1 мм	5,0 мм	0,9 мм	6,2 мм	12,1 мм

Зазор C - самый критичный размер. Ошиблись на полмиллиметра на 2,4 ГГц - потеряли всё подавление назад. На 868 МГц требования мягче.

Параметры. Усиление ~6 дБи - это на децибел выше двухэлементной Яги (у неё ~5 дБи по таблице в C2), сектор по азимуту около 70°, но F/B 20-25 дБ против её десяти. Столько подавления назад не даёт даже длинная Яги. Сопротивление близко к 50 Ом - согласуется напрямую, без трансформаторов.

Габарит: Moxon на 868 МГц - это прямоугольник 126 × 46 мм при двух элементах. Двухэлементная Яги того же усиления - траверса 69 мм и элементы по 166 мм, то есть шире на 40 мм и с F/B втрое хуже.

Честно про усиление: Moxon не даёт больше Яги. Трёхэлементная Яги обгонит её на 1,5 дБ. Moxon берут не за децибелы вперёд, а за глухоту назад.

Дистанция. 3-8 км по видео, до 15 км по управлению на 868 МГц.

Где она бьёт Яги - это главное. В городе и рядом с источниками помех. Двадцать с лишним децибел подавления назад означают, что вышка сотовой связи за вашей спиной, генератор, соседний пилот и вся бытовая грязь просто не попадают в приёмник. Короткая Яги с её 10-15 дБ пропустит это внутрь.

Практический сценарий: летаете с крыши или с окраины города в сторону поля. Спиной к городу. Moxon - правильный ответ.

Погода. Проволочная конструкция на диэлектрической рамке. Обледенение критично - лёд в зазоре C меняет ёмкость связи и убивает F/B. В зимних условиях Moxon стоит закрыть радиопрозрачным колпаком.

Дождь: вода в зазоре - тот же эффект, но временный. Наклоните рамку так, чтобы вода не стояла в зазоре.

Ветер. Низкая парусность, компактная, момента на мачте почти нет. На ветру ведёт себя заметно лучше длинной Яги.

Как собрать - это реально просто. 1. Напечатайте или выпилите рамку-каркас из пластика по размерам A и E. 2. Возьмите медный провод 1,5-2 мм. Согните вибратор: прямой участок длиной ровно A, потом на обоих концах по загибу внутрь длиной B, под 90° к прямому участку. Все размеры Moxon считаются по осям провода, а не по внешним габаритам. 3. Так же согните рефлектор: A, потом два загиба по D. 4. Установите обе детали на рамку так, чтобы зазор между концами был ровно C. 5. Вибратор разрежьте посередине, туда - кабель. Центральная жила на одну половину, оплётка на другую. 6. Чок-балун на кабеле обязателен: без него F/B развалится, и весь смысл Moxon пропадёт.

Как проверить. КСВ должен быть отличным - 1,1-1,4 без всякого согласования. Если 2,5+ - проверьте зазор C. Полевая проверка: разворот на 180° должен дать падение 20-25 дБ. Это самая эффектная проверка из всех - разница слышна ушами по шуму в приёмнике.

Результат: зазор между концами ровно выдержан по значению C, оба элемента лежат в одной плоскости. КСВ 1,1-1,4 без дополнительной подгонки. Разворот на 180° в поле даёт провал сигнала на 20-25 дБ.

Сравните диаграммы направленности Яги и Moxon: переключите тип антенны, чтобы увидеть, как Moxon вырезает задний лепесток (F/B 25 дБ) при чуть более широком основном луче.

C4. Кубический квадрат (Quad)

Что это. Та же логика, что у Яги, но элементы - не прямые куски, а замкнутые рамки периметром около λ. Рефлектор чуть больше, директоры чуть меньше.

**Рис. 20.** Квадрат: две рамки периметром около длины волны на общей траверсе. Питание в разрыв нижней стороны вибратора

Размеры (периметр рамки): вибратор ≈ 1,02λ, рефлектор ≈ 1,05λ, директор ≈ 0,97λ, расстояние между элементами 0,15-0,2λ (в таблице ниже - 0,17λ).

Диапазон	Вибратор (периметр / сторона)	Рефлектор (периметр / сторона)	Расстояние
433 МГц	706 / 177 мм	727 / 182 мм	118 мм
868 МГц	352 / 88 мм	363 / 91 мм	59 мм
1,2 ГГц	255 / 64 мм	262 / 66 мм	42 мм
2,44 ГГц	125 / 31 мм	129 / 32 мм	21 мм

Параметры. Двухэлементный квадрат даёт ~7 дБи - на 1,5-2 дБ больше двухэлементной Яги той же длины траверсы. Это его главное преимущество: усиление на короткой траверсе.

Второе преимущество - работа низко над землёй. Квадрат менее чувствителен к близости земли и окружающих предметов, чем Яги. Для наземки на штативе высотой полтора метра это реальный плюс.

Погода. Замкнутая рамка не имеет открытых концов - лёд и вода влияют слабее, чем на Яги и Moxon. Зимой квадрат стабильнее.

Ветер. Парусность выше, чем у Яги: рамка - это площадь. Но траверса короткая, момент меньше.

Минус. Механически сложнее: нужен каркас-крестовина, который держит рамку в форме. Провисшая рамка - кривая антенна.

Когда брать. Когда нужно усиление, а длинной траверсе взяться неоткуда - тесный балкон, мачта с ограничением по вылету, переносной комплект.

Как собрать. 1. Сделайте диэлектрическую крестовину-каркас (стеклопластиковые рейки или дерево) с выносом на траверсе по таблице расстояний. 2. Согните две квадратные рамки из медного провода 1,5-2 мм: вибратор и рефлектор по размерам периметра и сторон из таблицы. 3. Закрепите рамки параллельно друг другу на расчётном расстоянии. Вибратор разомкните в середине нижней стороны для подключения фидера (строго через чок-балун). Рефлектор замкнут наглухо.

Как проверить. На анализаторе КСВ должен быть 1,1-1,4 на центральной частоте. При развороте на 180° от источника сигнал должен падать на 12-16 дБ.

Результат: двухэлементный квадрат смонтирован на жёсткой диэлектрической траверсе, рамки натянуты без провисания. КСВ на рабочей частоте 1,1-1,3, диаграмма направленная с подавлением назад не менее 12 дБ.

C5. Логопериодическая (LPDA)

Что это. Ряд диполей убывающей длины на двухпроводной линии с перекрёстным подключением. На каждой частоте «работает» своя группа элементов, а остальные молчат. Отсюда - рабочая полоса 1:10 и шире при сохранении направленности.

**Рис. 21.** Логопериодическая: ряд диполей с коэффициентом подобия тау, перекрёстное питание по двухпроводной линии. Сзади длинные - низ диапазона, спереди короткие - верх

Как считается. Два параметра: τ (тау, коэффициент подобия, 0,8-0,92) и σ (относительное расстояние, 0,05-0,16).

Длина каждого следующего элемента = предыдущая × τ
Расстояние до следующего = предыдущее × τ
Самый длинный элемент = λ/2 на нижней частоте
Самый короткий = λ/2 на верхней частоте
Расстояние до следующего элемента считается как d = 2σ·L, где L - длина текущего элемента. В таблице ниже σ = 0,125

Пример на диапазон 800-2500 МГц, τ = 0,87, σ = 0,125:

№	Длина элемента	Расстояние до следующего
1 (задний)	187 мм	47 мм
2	163 мм	41 мм
3	142 мм	36 мм
4	123 мм	31 мм
5	107 мм	27 мм
6	93 мм	23 мм
7	81 мм	20 мм
8	71 мм	18 мм
9	61 мм	15 мм
10 (передний)	53 мм	-

(Десятый элемент 53 мм даёт технологический запас по верхней границе до 2,8 ГГц, чтобы рабочий срез 2,5 ГГц не попадал на край диапазона).

Параметры. Усиление 6-9 дБи (меньше Яги той же длины - это плата за полосу), сектор 60-70°, F/B 15-20 дБ, КСВ ниже 2 во всей полосе.

Зачем она вам. Одна антенна на 868 МГц управление, 1,2 ГГц видео и 2,4 ГГц - без перетыкания и без второго комплекта. Для наземки, работающей на нескольких диапазонах, и для поиска источников помех это незаменимая вещь.

Второй сценарий - пеленгация. Ищете, кто гадит в эфир или где лежит упавший дрон с работающим передатчиком: LPDA направленная во всём диапазоне, крутите и слушаете.

Дистанция. 3-10 км в зависимости от диапазона и мощности.

Погода. Открытая конструкция из тонких элементов. Обледенение уводит границы полосы, но за счёт широкополосности рабочая частота обычно остаётся внутри. Самая терпимая к льду направленная антенна. Двухпроводная линия питания - место, где вода вызывает утечки, её надо закрывать.

Ветер. Много элементов, приличная парусность при длинной траверсе.

Как собрать. Сложнее Яги из-за перекрёстной линии: элементы подключаются к двум параллельным трубкам-траверсам по очереди в противофазе - первый элемент левой половиной к верхней трубке, следующий наоборот. Ошиблись в чередовании - антенна не работает вообще.

Питание - в передний, самый короткий конец линии.

Теория и практика есть в базе видео: логопериодические антенны: теория и практика.

Как проверить. КСВ должен быть ровным во всей полосе - это фирменный признак LPDA. Если есть резкие провалы и пики - перепутано чередование фаз.

Когда это неправильный выбор. Когда вам нужен один диапазон и максимум усиления. На одной частоте Яги той же длины даст на 3-5 дБ больше.

Результат: логопериодическая антенна собрана с соблюдением чередования фаз полуволновых элементов, фидер подключён к передней паре. На анализаторе график КСВ лежит ниже 1,8 во всей полосе от 800 до 2500 МГц без резких пиков. Антенна обеспечивает устойчивый приём и пеленгацию в нескольких диапазонах сразу.

C6. Харченко (биквадрат) с рефлектором

Что это. Два ромба, соединённые в точке питания, перед плоским рефлектором. Изобретена Харченко в шестидесятых, и до сих пор это лучшая антенна из тех, что можно сделать из куска проволоки и фольгированного текстолита за час.

**Рис. 22.** Харченко: две ромбовидные рамки со стороной четверть волны, точка питания в середине, плоский рефлектор на расстоянии восьмой части волны

Размеры: сторона каждого ромба = λ/4 · расстояние до рефлектора = λ/8 (можно 0,1-0,15λ, подбирается) · рефлектор - квадрат со стороной не меньше 0,55λ.

Диапазон / Частота	Сторона ромба (λ/4)	До рефлектора (λ/8)	Рефлектор (не менее 0,55λ)
433 МГц (UHF)	173,1 мм	86,5 мм	380 × 380 мм
730 МГц (Анти-РЭБ)	102,7 мм	51,3 мм	225 × 225 мм
868 МГц	86,3 мм	43,2 мм	190 × 190 мм
915 МГц	81,9 мм	41,0 мм	180 × 180 мм
1,2 ГГц	62,5 мм	31,2 мм	137 × 137 мм
1,4 ГГц (COFDM)	53,5 мм	26,8 мм	118 × 118 мм
2,44 ГГц	30,7 мм	15,4 мм	68 × 68 мм
3,3 ГГц	22,7 мм	11,4 мм	50 × 50 мм
5,8 ГГц	12,9 мм	6,5 мм	28 × 28 мм

Параметры. Усиление 8,5-10 дБи с плоским рефлектором (до 10,5 дБи при рефлекторе с загнутыми бортиками), сектор 60-70°, поляризация линейная, полоса широкая (10-15 % - редкость для самоделки).

Дистанция. 3-8 км по видео с приличным приёмником. Реально соперничает с покупными патчами за 3000 рублей.

Как собрать - самый благодарный проект в этой методичке. 1. Возьмите медный провод 1,5-2 мм. Отрежьте кусок длиной 8 × сторона ромба плюс 10 мм на подгонку. 2. Согните восьмёрку: восемь отрезков по стороне ромба, углы 90°. Получатся два ромба, соединённые в центре, где концы провода сходятся в двух точках. 3. В центре - разрыв 2-3 мм между двумя половинами. Сюда паяется кабель: центральная жила на одну половину, оплётка на вторую. 4. Рефлектор: кусок фольгированного текстолита или жести нужного размера. 5. Установите рамку параллельно рефлектору на расстоянии λ/8, держатель - пластиковая стойка или горячий клей. 6. Чок-балун на кабеле.

Час работы, себестоимость 150 рублей.

Погода. Открытый провод над металлом - неплохо, но вода между рамкой и рефлектором меняет расстояние электрически. В дождь без корпуса КСВ уходит. Закрывайте пластиковой коробкой - радиопрозрачной, без металлизации.

Мороз держит нормально, обледенение на тонком проводе уводит резонанс - в зиму лучше провод потолще.

Ветер. Плоский рефлектор = парус. То же, что с патчем: нагружайте штатив.

Как проверить. КСВ 1,2-1,8. Подгонка - расстоянием до рефлектора: сдвигайте на 2-3 мм и смотрите, куда идёт минимум. Это единственная регулировка, и она работает.

Результат: восьмёрка Харченко параллельна рефлектору по всей плоскости, зазор в центре 2-3 мм, кабель выведен назад через рефлектор и снабжён балуном. На анализаторе КСВ 1,2-1,5 в рабочей полосе, усиление даёт уверенный приём на дистанциях до 5-8 км.

Разработка в базе: однонаправленная антенна Харченко-Маршалла с рефлектором.

C7. Двойной биквадрат

Что это. Следующий шаг от Харченко: не два ромба, а четыре в ряд, на общем рефлекторе. Больше апертура (эффективная площадь сбора энергии) - больше усиление.

**Рис. 23.** Схема C7. Двойной биквадрат: четыре ромба со стороной λ/4 в ряд перед плоским рефлектором 0,55λ × 1,1λ. Усиление 11-12,5 дБи

Размеры. Те же стороны ромба λ/4, но рамка из четырёх ромбов в линию, рефлектор вытянутый - примерно 0,55λ × 1,1λ, расстояние до рефлектора то же λ/8.

Параметры. Усиление 11-12,5 дБи (плюс 2,5-3 дБ к одинарному биквадрату), сектор сужается до 30-40° по одной плоскости и остаётся 60° по другой.

Особенность диаграммы. Луч получается вытянутым эллипсом, а не круглым конусом. Это удобнее, чем кажется: поставьте антенну так, чтобы широкая ось была горизонтальной - и вы получаете широкий сектор по азимуту (где дрон маневрирует) и узкий по углу места (где он всё равно не летает).

Как собрать. Та же, что у Харченко, только гнуть дольше и точность нужна выше - четыре ромба должны быть одинаковыми.

Когда брать. Когда Харченко уже собрали, он понравился, и хочется ещё три децибела без покупки. Разумный предел самосбора.

Как проверить. На анализаторе КСВ в рабочей полосе должен быть в пределах 1,2-1,6. Подстройка производится подбором расстояния рамки от рефлектора (номинально λ/8). В поле проверить эллиптическую форму луча: в горизонтальной плоскости ширина сектора около 60°, в вертикальной - сужение до 30-35°.

Результат: четыре ромба двойного биквадрата выставлены строго параллельно вытянутому рефлектору с равномерным зазором. КСВ ниже 1,5 на рабочей частоте. Прибавка к дальности относительно одиночного Харченко составляет 30-40 % за счёт сплющивания диаграммы в вертикальной плоскости.

C8. Спиральная (helical, осевой режим)

Что это. Провод, навитый спиралью на диэлектрическом каркасе, перед рефлектором. Когда длина витка примерно равна длине волны, антенна переходит в осевой режим: излучает вдоль оси спирали, круговой поляризацией, с усилением, которое растёт с числом витков.

**Рис. 24.** Спиральная в осевом режиме: диаметр витка, шаг, число витков и рефлектор. Закрутка спирали задаёт RHCP или LHCP - намотали не в ту сторону, потеряли 20 дБ

Размеры: длина витка C = λ (диаметр D = λ/π) · шаг S = 0,22-0,25λ (угол подъёма 12-14°) · рефлектор - круг диаметром 0,8-1,0λ · провод 1-3 мм.

Диапазон / Частота	Диаметр витка D (λ/π)	Шаг S (0,23λ)	Рефлектор (диаметр не менее 0,8λ)
433 МГц (UHF)	220,4 мм	159,2 мм	554 мм
730 МГц (Анти-РЭБ)	130,7 мм	94,5 мм	328 мм
868 МГц	109,9 мм	79,4 мм	276 мм
915 МГц	104,3 мм	75,3 мм	262 мм
1,2 ГГц	79,5 мм	57,5 мм	200 мм
1,4 ГГц (COFDM)	68,1 мм	49,2 мм	171 мм
2,44 ГГц	39,1 мм	28,3 мм	98 мм
5,8 ГГц	16,5 мм	11,9 мм	41 мм

Усиление: почему 16 dBi на коробке - это не 16 дБи

В старых учебниках усиление осевой спирали считают по формуле Джона Крауса (John Kraus):

G (дБи) ≈ 11,8 + 10·log( N · S · C² / λ³ )

Этой формулой пользуются все продавцы, и она завышает всегда и заметно. Даррел Эмерсон в National Radio Astronomy Observatory (Emerson, NRAO - The Gain of the Axial-Mode Helix) прогнал через NEC-2 около десяти тысяч вариантов спирали и получил другой результат: реальный максимум усиления на 4-5 дБ ниже краусовского, и с удлинением антенны он растёт заметно медленнее. Его эмпирическая формула считается не по числу витков, а по осевой длине антенны L в длинах волн:

G (дБи) ≈ 10,25 + 1,22·L − 0,0726·L², где L = N · S / λ

Смотрите на минус перед квадратом: у этой кривой есть максимум. Она работает при L от 2 до 7 длин волн - то есть, при нашем шаге S = 0,23λ, начиная примерно с девяти витков.

Сравнение при S = 0,23λ и C = λ:

Витков	Осевая длина L	Краус («по коробке»)	Реально (Эмерсон)	Сектор -3 дБ	Длина на 868 МГц
6	1,4λ	~13,2 дБи	~11 дБи (вне формулы, замеры)	~50°	476 мм
8	1,8λ	~14,4 дБи	~12 дБи (вне формулы, замеры)	~44°	635 мм
10	2,3λ	~15,4 дБи	12,7 дБи	~41°	794 мм
12	2,8λ	~16,2 дБи	13,1 дБи	~39°	953 мм
16	3,7λ	~17,5 дБи	13,8 дБи	~36°	1271 мм
20	4,6λ	~18,4 дБи	14,3 дБи	~34°	1589 мм

Не ведитесь на китайскую 12-витковую спираль с надписью «16 dBi». Реально там около 13 дБи. И дальше упираетесь в стену: с 12 до 20 витков антенна становится вдвое длиннее, а прибавка - меньше полутора децибел. Зато парусность и момент на мачте растут линейно, а омические потери в проводе - тоже. Практический предел для наземки - 12-14 витков, дальше берите не спираль, а параболу.

Главное преимущество. Естественная круговая поляризация. Спираль на наземке плюс клевер на борту - стыковка без потерь. Патч той же дальности будет либо линейным (минус 3 дБ), либо сложным и дорогим круговым.

Закрутка. Мотаете по часовой стрелке, глядя от рефлектора вперёд - получается RHCP. Против - LHCP. Перепутали - минус 10-20 дБ, а на хорошей спирали до 25 дБ. Вся работа впустую. Проверяйте до того, как зальёте клеем.

Дистанция. 12-витковая на 1,2 ГГц по видео - 20-30 км в прямой видимости. На 5,8 ГГц - 10-20 км.

Погода. Открытая спираль на каркасе - самая уязвимая к обледенению конструкция из всех. Лёд между витками кардинально меняет параметры: осевое отношение разваливается, усиление падает. Зимой спираль нужна в радиопрозрачном чехле, и это не опция.

Дождь: вода на витках уводит частоту, но эффект слабее льда. Каркас из ПВХ-трубы с колпачком решает и то, и другое.

Ветер. Длинная спираль - это парус и рычаг. 12-витковая на 868 МГц - почти метр. На мачте нужны растяжки, на штативе - груз.

Как собрать. 1. Каркас: ПВХ-труба диаметром чуть меньше D, или несколько продольных стоек из стеклотекстолита. 2. Разметьте на каркасе винтовую линию с шагом S. Проще всего - намотать бумажную полоску по спирали и обвести. 3. Намотайте провод строго по разметке, считая направление закрутки. 4. Рефлектор: круг или квадрат из жести/текстолита диаметром 0,8λ, спираль стоит перпендикулярно ему по центру. 5. Согласование: сопротивление спирали в осевом режиме около 120-140 Ом. Простейший способ привести к 50 - первый полувиток провода уложить плоско над рефлектором в виде полоски, это работает как трансформатор. Регулируется шириной полоски и высотой над рефлектором.

Как проверить. КСВ ниже 2,0 в широкой полосе (у спирали полоса отличная, до 40 %). Если КСВ 3+ - проблема в согласующем полувитке, играйте его высотой над рефлектором.

Проверка закрутки: направьте спираль на дрон с клевером известной закрутки. Совпало - сигнал сильный. Не совпало - разница будет очевидной, 10-20 дБ и больше.

Результат: спираль намотана с выдержанным шагом и верным направлением закрутки, согласующий лепесток первого полувитка подогнут. На анализаторе КСВ ниже 1,5 в рабочей полосе, поляризация строго круговая, приём устойчив на дистанциях 10-20 км (5,8 ГГц) или 20-30 км (1,2 ГГц).

Материал из базы: поляризация и спиральные антенны, многопроводные квадрифилярные антенны.

C9. Рупорная (horn)

Что это. Расширяющийся металлический раструб на конце волновода. Никаких резонансных элементов - только геометрия. Отсюда фирменное свойство: широкая полоса и чистая диаграмма почти без боковых лепестков.

**Рис. 25.** Пирамидальный рупор: горло, раскрыв, длина. Усиление задаётся площадью раскрыва, а не резонансом - поэтому полоса такая широкая

Размеры. Усиление считается от площади раскрыва:

G (дБи) ≈ 10·log( 4π · A · η / λ² ), где A - площадь раскрыва, η ≈ 0,5.

Для 5,8 ГГц (λ = 51,7 мм):

Раскрыв	Площадь	Усиление	Сектор
60 × 45 мм	27 см²	~8 дБи	60°
90 × 70 мм	63 см²	~11,7 дБи	42°
130 × 100 мм	130 см²	~14,9 дБи	30°

Длина рупора от горла до раскрыва - примерно равна большей стороне раскрыва (оптимум по фазовым ошибкам).

Параметры. Усиление 8-15 дБи, поляризация линейная (задаётся ориентацией волновода), боковые лепестки ниже -20 дБ - лучший показатель среди всех наших антенн.

Зачем эта чистота нужна. Чем ниже боковые лепестки, тем меньше постороннего мусора попадает в приёмник. На загаженной площадке, где рядом работают пять пилотов и Wi-Fi, рупор даёт заметно более чистую картинку при том же уровне сигнала, чем Яги или патч с их боковиками.

Второй сценарий - измерения. Если вы делаете замеры чужих антенн или ищете источник помех, рупор - эталонный инструмент: его диаграмма предсказуема.

Дистанция. 5-20 км, сопоставимо с патчем той же апертуры.

Погода. Металлический раструб - всепогодный, но собирает воду и снег как ведро. Рупор, поставленный раскрывом вверх под углом, за дождь набирает воду внутрь, и это уже не антенна. Решение: радиопрозрачная крышка на раскрыв или наклон вниз.

Мороз и лёд самому металлу безразличны.

Ветер. Худшая парусность из всех. Большой раскрыв - это буквально парус, ещё и с моментом на мачте. Рупор на лёгком штативе при порыве улетает. Только тяжёлая опора.

Вес. Второй серьёзный минус. Жестяной рупор на 15 дБи для 5,8 ГГц весит 300-600 г, для 1,2 ГГц - килограммы.

Как собрать. Развёртка из жести или фольгированного текстолита: четыре трапеции, спаянные по рёбрам, плюс волноводная секция с четвертьволновым штырём-возбудителем внутри. Штырь ставится на λ_в/4 от задней стенки волновода, где λ_в - длина волны в волноводе: λ_в = λ / √(1 − (λ/2a)²), где a - ширина широкой стенки волновода. Свободную λ сюда подставлять нельзя: λ_в всегда больше, и по свободной длине волны рупор просто не запитается.

Это самая «жестяная» работа в методичке - нужен чертёж развёртки и аккуратность по углам. Зато никаких настроек: геометрия правильная - антенна работает.

Когда это понты. Когда вам нужно просто дальше летать по прямой. Патч на 14 дБи легче, дешевле, компактнее и по дальности не хуже. Рупор берут за чистоту диаграммы, а не за километры.

Как проверить. На анализаторе КСВ в волноводном тракте ниже 1,3-1,5 в широкой полосе. Полевая проверка на чистоту диаграммы: направить на источник - максимальный сигнал; при отклонении луча на 30° сигнал должен резко проседать на 20 дБ и более без заметных боковых лепестков.

Результат: рупор спаян по развёртке с точной геометрией рёбер, штырь-возбудитель выставлен на расстоянии λ_в/4 от задней стенки, раскрыв защищён радиопрозрачной крышкой. КСВ ниже 1,4 в широкой полосе, боковые лепестки подавлены более чем на 20 дБ, приём в условиях эфирного шума кристально чистый.

Справочник в базе: антенны СВЧ, устройства и их технологии, устройство СВЧ и антенны, мобильный расчёт волноводов и рупоров Cantennator для Android, видео волноводы, антенны в теории, объёмные резонаторы: устройство и свойства.

Справочник D. Дальнобойные и стационарные

Раздел 10

Дальнобойные и стационарные

Уровень 3: проф

Калькулятор: параболическая антенна

Диаметр, мЧастота, МГцКПД раскрыва

—Усиление

—Ширина луча по −3 дБ

—Промах наведения на 5 км

—Нужен ли трекер

Чем больше тарелка, тем выше усиление и уже луч. С какого-то момента навести её без трекера уже нельзя.

Справочник D. Дальнобойные и стационарные

Чем они отличаются

Параболическая с облучателем

Применение: Металлическое зеркало-параболоид, которое собирает всю падающую на него энергию в одну точку - фокус. В фокусе стоит облучатель: маленькая антенна (патч, спираль, рупор), которая и подключен

Панельная и секторная

Применение: Решётка из излучателей (обычно патчей) на общей плате за радиопрозрачным корпусом. Сектор шире, чем у параболы, усиление приличное, конструкция плоская и прочная.

Фазированная решётка

Применение: Несколько одинаковых антенн (обычно патчей), запитанных через делитель мощности с рассчитанными фазами. В направлении луча поля складываются синфазно - амплитуда растёт в N раз, мощность в N

Здесь начинается территория, где антенну уже нельзя навести рукой, а ветер становится главным врагом.

D1. Параболическая с облучателем

Что это. Металлическое зеркало-параболоид, которое собирает всю падающую на него энергию в одну точку - фокус. В фокусе стоит облучатель: маленькая антенна (патч, спираль, рупор), которая и подключена к кабелю.

**Рис. 26.** Парабола: диаметр, фокусное расстояние, облучатель в фокусе. Отношение F/D задаёт, какой облучатель нужен - под глубокую тарелку и под плоскую нужны разные

Усиление считается по площади:

G (дБи) = 10·log( η · (π·D/λ)² ), где D - диаметр тарелки, η - КПД раскрыва (0,5-0,6 для самодела, 0,65-0,7 для заводской).

Диаметр	1,2 ГГц	2,44 ГГц	5,8 ГГц
40 см	11,4 дБи	17,6 дБи	25,1 дБи
60 см	15,0 дБи	21,1 дБи	28,6 дБи
90 см	18,5 дБи	24,6 дБи	32,2 дБи
120 см	21,0 дБи	27,1 дБи	34,7 дБи

(при η = 0,55)

Ширина луча:

Угол (градусы) ≈ 70·λ / D

Для 60 см на 5,8 ГГц: 70 × 0,0517 / 0,6 = 6°.

Шесть градусов. Это ширина луча фонарика на расстоянии вытянутой руки. Вручную вы туда не попадёте и не удержите.

Фокусное расстояние. Ключевой параметр - отношение F/D: - F/D = 0,25-0,35 - глубокая тарелка, облучатель должен светить широко (спираль, короткий рупор) - F/D = 0,4-0,5 - плоская тарелка, нужен узконаправленный облучатель - Ошиблись с облучателем - либо часть зеркала не освещена (теряете усиление), либо облучатель светит мимо (теряете ещё больше)

Фокус для параболы с диаметром D и глубиной d: F = D² / (16·d).

Дистанция. От 20 км и дальше. Это единственная антенна в списке, с которой реальны сотни километров при прямой видимости.

Что обязательно вместе с ней. 1. Трекер (поворотка). Ручная наводка на 6° невозможна. Либо автоматический трекер по телеметрии (например, на базе поворотного механизма Оскол-30МСП), либо второй человек с монитором и джойстиком. 2. Всенаправленная в diversity. Иначе взлёт и посадка - вслепую. 3. Жёсткая опора. См. ветер.

Погода - здесь она решает. - Ветер - главный враг. Тарелка 90 см - это парус площадью 0,6 м². Порыв 10 м/с даёт на ней усилие в несколько килограммов и момент, который сдвигает луч на градусы. Луч 6° при раскачке мачты на 3° - это мигающая связь. Нужна тяжёлая тренога или мачта с растяжками. - Снег в тарелке. Мокрый снег, налипший на зеркало, меняет геометрию отражения и убивает усиление. Зимой тарелку нужно чистить, а лучше ставить наклонно, чтобы не собирала. - Вода на облучателе. Сам параболоид к дождю равнодушен, а вот облучатель в фокусе - обычная антенна со всеми её проблемами. Его закрывают радиопрозрачным колпачком. Без колпачка дождь съедает несколько децибел. - Обледенение зеркала - слой льда до пары миллиметров практически не влияет (лёд для СВЧ почти прозрачен на этой толщине). Влияет именно снег и наледь толстым слоем.

Как собрать. Реальный путь для самодела - взять готовую спутниковую тарелку (их полно на вторичке за копейки) и поставить свой облучатель в фокус. Измерьте диаметр и глубину, посчитайте F по формуле, сделайте держатель.

Облучатель под глубокую офсетную тарелку: 3-4-витковая спираль с рефлектором или маленький рупор.

Как проверить. Только в поле, по максимуму сигнала: медленно двигайте облучатель вдоль оси на ±2 см и ищите пик. Смещение на сантиметр от фокуса на 5,8 ГГц заметно съедает усиление.

Безопасность по СВЧ-излучению: связка передатчика 1 Вт с параболой 25 дБи создаёт эквивалентную изотропно излучаемую мощность (EIRP) порядка 300 Вт в узком конусе. Категорически запрещено стоять перед раскрывом работающей антенны ближе 5 метров и направлять луч на людей.

Результат: облучатель отъюстирован в фокусе зеркала по максимуму сигнала от удалённого маяка. В пределах 6-градусного луча дальность связи достигает десятков километров в зоне прямой радиовидимости.

Когда это не ваш вариант. Почти всегда, если честно. Парабола требует трекера, тяжёлой опоры, отсутствия ветра и прямой видимости. Для 95 % полётов патч 14 дБи даст всё, что нужно, без этих проблем.

Справочник в базе: стационарные антенны: расчёт и проектирование конструкций, антенны для радиотелескопов.

D2. Панельная и секторная

Что это. Решётка из излучателей (обычно патчей) на общей плате за радиопрозрачным корпусом. Сектор шире, чем у параболы, усиление приличное, конструкция плоская и прочная.

Параметры. 12-18 дБи, сектор по горизонтали 60-120°, по вертикали 10-30°. Диаграмма специально сплющена по вертикали - это то, что нужно для покрытия площади.

Где применяется у нас. Стационарная точка: ретранслятор, наземная станция, покрытие полигона или района. Не берётся в поле - берётся и ставится на мачту надолго.

Три сектора по 120° дают круговое покрытие с усилением 15 дБи (за счёт сплющивания диаграммы по вертикали до 10-15°) вместо 2 дБи у штыря. Это архитектура сотовой вышки, и она работает.

Дистанция. По району: уверенное покрытие радиусом 5-15 км в секторе.

Погода. Лучшая из направленных. Герметичный корпус, ничего не собирает, обледенение снаружи на корпусе почти не влияет (излучатели внутри, лёд снаружи корпуса далеко от них по меркам ближней зоны). Панель - антенна, которую ставят и забывают на годы.

Ветер. Плоская, момент небольшой, крепление на мачту штатное. Ставится на хомутах, держит шторм.

Как ставить. Наклон вниз (тилт) 5-15° - чтобы сплющенная диаграмма накрывала район, а не уходила в космос. Это стандартная практика связистов, и её всегда забывают любители.

Как проверить. По азимутальному сектору обойти мачту по кругу на фиксированном удалении 500-1000 м: в рабочем секторе 120° сигнал должен держаться в пределах −3 дБ от максимума, при выходе за пределы сектора - спадать на 15-20 дБ.

Результат: секторная панель смонтирована на мачте с механическим наклоном вниз 5-15°, кабель загерметизирован. В рабочем секторе 120° обеспечено равномерное покрытие зоны радиусом до 10-15 км с подавлением излучения за пределы сектора.

Материалы по стационарным системам и ретрансляции в базе: системы наземной и воздушной ретрансляции, инструкция по сборке ретранслятора.

D3. Фазированная решётка

Что это. Несколько одинаковых антенн (обычно патчей), запитанных через делитель мощности с рассчитанными фазами. В направлении луча поля складываются синфазно - амплитуда растёт в N раз, мощность в N², но и подводимая мощность делится на N элементов. Итог честный: усиление растёт ровно в N раз (4 элемента = +6 дБ), а взято это из тех направлений, куда решётка теперь не светит.

**Рис. 27.** Фазированная решётка 2х2: делитель мощности, равные плечи фидера, сложение полей в общий луч. Разница длин плеч в миллиметры уже расфазирует решётку

Сколько даёт.

Элементов	Прибавка к одиночному
2	+3 дБ
4	+6 дБ
8	+9 дБ
16	+12 дБ

Патч 8 дБи в решётке 2×2 даёт 14 дБи, в 4×4 - 20 дБи по чистой теории. На реальной плате из этого теряется 2-3 дБ в делителе и фидерах, поэтому в таблице раздела C1 стоят рабочие 11-14 и 16-18 дБи. Считайте по ним, а не по теории.

Ключевое условие. Все плечи фидера должны быть одинаковой электрической длины. Разница в несколько миллиметров на 5,8 ГГц - это уже градусы фазы, и решётка расфазируется: вместо одного луча получается каша из лепестков.

Поэтому делители в решётках делают печатными, симметричными - на глаз такое не собрать.

Самое интересное - сканирование лучом. Если фазу каждого элемента менять управляемо, луч поворачивается без поворота антенны. Ни моторов, ни механики, ни инерции - электронный трекер. Именно так работают современные радары и станции спутниковой связи.

Для FPV это пока экзотика, но она приходит: цена фазовращателей падает, и решётки с электронным наведением уже появляются в дорогих системах.

Погода и ветер - как у панельной, D2. Герметичный плоский корпус.

Как ставить. Панель решётки крепится на поворотное устройство или жёсткую мачту, строго перпендикулярно направлению на рабочий сектор. Угол наклона регулируется в зависимости от рабочей высоты полётов.

Как проверить. На анализаторе КСВ в полосе пропускания должен быть ниже 1,5. В поле проверить диаграмму направленности: луч должен быть строго симметричным, без провалов по центру и аномальных боковых лепестков.

Результат: фазированная решётка смонтирована на мачте, печатный делитель обеспечивает синфазное сложение сигналов всех элементов. КСВ в рабочей полосе ниже 1,5, эквивалентное усиление составляет 16-18 дБи при узком луче 25-30°.

Видео из базы по фазированию: управление фазами антенной решётки, фазирование сигнала в антенной решётке, фазирование сегментов антенны на канвасе.

Если хочется глубже, в базе лежит цикл лекций по антенным решёткам и пеленгации: формирование ортогональных диаграмм направленности, оптимальные параметры кольцевой антенной решётки, алгоритм MUSIC.

Когда это ваш вариант. Когда нужно усиление параболы в плоском габарите, и вы готовы либо купить готовую, либо очень аккуратно травить плату.

Diversity: почему две антенны - это не «в два раза лучше»

Раздел 11

Diversity

почему две антенны - это не «в два раза лучше»

Уровень 2: базовый

Почти у всех очков и приёмников написано «diversity», и почти все понимают это неправильно.

Что приёмник делает на самом деле

Есть два разных механизма, и они дают разный результат:

1. Переключение (switching diversity). Приёмник сравнивает уровень на двух входах и выбирает тот, где сейчас лучше. Второй в этот момент не используется вообще. Именно так работает подавляющее большинство аналоговых очков.

Выигрыш: не в усилении, а в надёжности. Провал одной антенны прикрывается второй. По силе сигнала вы получаете максимум из двух, а не сумму.

2. Сложение (combining). Приёмник складывает сигналы с двух входов с учётом фазы. Это даёт реальные +3 дБ при двух одинаковых антеннах. Встречается в цифровых системах и в дорогих приёмниках, в аналоговых очках - почти никогда.

Вывод: две одинаковые антенны в аналоговых очках не дают вам +3 дБ. Они дают только страховку от провала.

Отсюда - правильная схема

Раз приёмник выбирает лучшую, то ставить две одинаковые - выбрасывать деньги. Они видят одно и то же и в провал уходят вместе.

Правильно:

Вход 1	Вход 2	Что получаете
Направленная (патч/Яги)	Всенаправленная (штырь/клевер)	Дальность там, где наведено + не теряете за спиной
Патч RHCP	Патч LHCP	Страховка от смены закрутки при отражениях
Патч наведён вперёд	Патч наведён вбок	Расширенный суммарный сектор

Классика, которая работает у всех: направленная плюс круговая всенаправленная. Летите далеко - работает направленная. Вернулись, зашли за спину, пошли на посадку - подхватила всенаправленная. Переключение происходит само, вы его даже не замечаете.

Сколько приёмных модулей имеет смысл

Два - обязательный минимум. Три-четыре (модули типа RapidFire, приёмники с несколькими входами) дают ещё чуть-чуть: каждый следующий вход закрывает всё меньше дырок. Четвёртый вход - это уже про комфорт, а не про дальность.

Для ретрансляции и разнесённого приёма мы это подробно разбирали: разнесение плеч по поляризации не добавляет уровня, но вытаскивает из провалов - на тяжёлой трассе это 5-10 дБ выигрыша по худшим точкам, а не по среднему сигналу. На передающей стороне схожую задачу решают системы Gemini (см. разнос частот Radiomaster Nomad Dual Gemini / DBR4).

Разнесение антенн физически

Чтобы две антенны действительно видели разное, их надо разнести: - По пространству - минимум на λ/2, лучше на несколько λ. На 5,8 ГГц это всего 26 мм, на 868 МГц - 173 мм. - По поляризации - одна RHCP, вторая LHCP, или одна вертикальная, вторая горизонтальная. - По направлению - смотрят в разные стороны.

Две антенны, стоящие вплотную параллельно, - это одна антенна с лишним кабелем.

Как читать, что творится с обоими входами, разобрано в базе: LQ и RSSI от А до Я: как понять, когда RX lost.

Погода и условия: что реально ломает связь, а что миф

Раздел 12

Погода и условия

что реально ломает связь, а что миф

Уровень 2: базовый

Здесь много мифов. Разберём по фактам и с цифрами.

Дождь - почти всегда не при чём

Самый живучий миф: «в дождь связь плохая из-за дождя». Считаем по модели ITU-R P.838-3 - это международный стандарт расчёта затухания в дожде.

Затухание в децибелах на километр:

Частота	Морось 4 мм/ч	Сильный дождь 25 мм/ч	Ливень 50 мм/ч
868 МГц	0,0001	0,0006	0,0011
1,2 ГГц	0,0001	0,0009	0,0017
2,44 ГГц	0,0006	0,005	0,010
5,8 ГГц	0,006	0,10	0,30

Смотрите на худшую клетку: ливень, 5,8 ГГц, 0,3 дБ на километр. На трассе 10 км это 3 дБ. Заметно, но это не катастрофа. А на 868 МГц дождь не влияет вообще никак - там цифры на уровне тысячных долей.

Вывод: сам дождь как объём воды в воздухе - не ваша проблема на наших дистанциях.

А что тогда проблема в дождь: 1. Вода на антенне. Плёнка воды на патче, капли на лепестках клевера, вода в зазоре Moxon - это 1-3 дБ и уход частоты. В разы больше, чем сам дождь в воздухе. 2. Мокрая листва. Вот это настоящий убийца, см. ниже. 3. Вода в разъёме. Затекла в SMA - КСВ уехал, мощность греет передатчик. 4. Мокрая земля сильнее отражает - усиливается многолучёвка.

Что делать: колпачки и корпуса на антенны, герметизация разъёмов, наклон плоских антенн вперёд, чтобы вода стекала. Не покупать «дождевые» антенны - их не существует.

Лес и листва - вот это больно

Считаем по модели Вайсбергера (Weissberger, стандарт ITU-R P.833), это классическая модель затухания в лесу.

Затухание при прохождении через глубину листвы:

Глубина листвы	868 МГц	1,2 ГГц	2,44 ГГц	5,8 ГГц
10 м	4,3 дБ	4,7 дБ	5,8 дБ	7,4 дБ
30 м	9,4 дБ	10,3 дБ	12,7 дБ	16,2 дБ
50 м	12,7 дБ	14,0 дБ	17,1 дБ	21,9 дБ
100 м	19,2 дБ	21,0 дБ	25,7 дБ	32,9 дБ

Пятьдесят метров леса на 5,8 ГГц - это минус 22 дБ. Столько не даст никакая антенна. Сто метров - минус 33 дБ, то есть связи нет.

И тут видно, зачем нужны низкие частоты: те же 50 метров на 868 МГц стоят 12,7 дБ вместо 21,9. Разница 9,2 дБ - это в восемь раз по мощности.

Практические выводы: - Единственное рабочее решение в лесу - подняться выше леса. Ретранслятор на дереве, на мачте, или воздушный - см. нашу серию про ретрансляцию. - Мокрая листва глушит сильнее сухой примерно вдвое. После дождя в лесу связь реально хуже. - Зимой без листвы лес пропускает намного лучше - тот же маршрут летом и зимой даёт разные дальности, это не поломка. - Про поляризацию в лесу честно: по замерам сквозь листву меньше теряет горизонтальная, а не вертикальная - вертикальные стволы сильнее взаимодействуют именно с вертикальным полем, отсюда лишние единицы децибел. Но на практике все летают на вертикальной, и правильно: горизонтальный диполь на наземке даст провал в ту сторону, куда смотрят его плечи, а аппарат в воздухе всё равно крутится. Выигрыш от поляризации тут меньше, чем проигрыш от кривой геометрии. Вывод простой: в лесу решает не поляризация, а высота.

Мороз

Самому радиосигналу мороз безразличен. Ломается железо:

Коаксиал дубеет. RG-178 и RG-316 на -20° становятся жёсткими, и в точке постоянного изгиба ломается центральная жила. Симптом: на столе всё работает, в полёте связь пропадает. Проверка - шевелить кабель у разъёма, глядя на КСВ или RSSI.
Пластик креплений лопается. PLA на морозе становится хрупким, антенна отламывается вместе с маунтом при посадке. Печатайте зимние маунты из PETG.
Термоусадка трескается на изгибе, открывая пайку воде.
Аккумулятор наземки садится вдвое быстрее. К антеннам отношения не имеет, но теряют связь именно из-за этого чаще, чем из-за антенн.

Обледенение - недооценённая проблема

Лёд - это диэлектрик с проницаемостью около 3. Тонкий слой на элементе антенны электрически удлиняет его и сдвигает резонанс вниз.

По чувствительности к обледенению, от худшего:

Антенна	Насколько критично	Почему
Спиральная	Критично	лёд между витками ломает осевое отношение
Moxon	Критично	лёд в зазоре C убивает F/B
Яги с тонкими элементами	Сильно	резонанс уходит, усиление падает
Клевер открытый	Сильно	осевое отношение разваливается
Харченко	Средне	тонкий провод, но полоса широкая
Квадрат	Слабо	замкнутая рамка, нет открытых концов
Ground plane, штырь	Слабо	широкая полоса, толстые элементы
Патч, панель в корпусе	Почти никак	излучатель внутри
Парабола	Лёд - никак, снег - критично	зеркалу лёд прозрачен, налипший снег ломает геометрию

Правило на зиму: берите антенны в корпусах и с толстыми элементами. Красивая открытая спираль летом - это отличная антенна, зимой - лотерея.

Ветер

Ветер не влияет на радиоволну. Он влияет на то, куда смотрит ваша антенна.

Антенна	Парусность	Что происходит на ветру
Штырь, диполь, ground plane	никакая	ничего
Moxon, короткая Яги	низкая	ничего
Патч, Харченко	средняя	разворачивает на лёгком штативе
Длинная Яги, спираль	высокая, большой момент	мачта играет, узкий луч гуляет
Рупор	высокая	улетает вместе со штативом
Парабола 90 см	экстремальная	связь мигает от раскачки на 2-3°

Правило: чем уже луч, тем жёстче должна быть опора. Луч 6° требует опоры, которая не шевелится вообще. Практически: нагрузите штатив аккумулятором или мешком, растяжки на мачту от трёх точек, антенну ставьте ниже, если ветер сильный - лучше 5 дБ потерять на высоте, чем всю связь на раскачке.

Город и застройка

Проблема в городе - не затухание, а многолучёвка. Сигнал приходит несколькими путями (прямой плюс отражения от стен), пути имеют разную длину, волны складываются то в фазе, то в противофазе. Результат - провалы и рябь, которые двигаются вместе с дроном.

Что помогает: 1. Круговая поляризация. При отражении закрутка меняется, приёмник отсекает отражённое как чужое. Это самый действенный приём. 2. Высокий F/B. Moxon с её 20-25 дБ подавления назад отсекает весь городской шум за спиной. 3. Узкий сектор направленной - меньше отражений попадает в луч. 4. Разнесённый приём: в провал по многолучёвке две разнесённые антенны не уходят одновременно.

Подробный разбор физики отражений и многолучёвки - в нашей статье «Семь явлений, которые управляют вашей связью».

Полёты над водой: интерференция от зеркала

Вода - почти идеальное зеркало для радиоволн. Отражённый луч приходит почти такой же силы, как прямой, и складывается с ним.

Результат: чередование зон усиления и провалов по дальности. Летите ровно, ничего не меняете - а сигнал то отличный, то пропадает. Это не помеха и не поломка, это интерференция.

Что делать: 1. Поднять антенну. Чем выше антенна над водой, тем реже чередуются провалы и тем они мельче. Два метра вместо полуметра меняют картину радикально. 2. Круговая поляризация. Отражение от воды меняет закрутку - приёмник его отсекает. Над водой круговая даёт больше, чем где-либо ещё. 3. Не летать низко над водой на пределе дальности. Провал придётся ровно туда, где запаса уже нет.

Интерактивная модель двухлучевой интерференции над водой: измените высоту передатчика или частоту, чтобы увидеть, как смещаются интерференционные провалы и лепестки сигнала вдоль дистанции полёта.

Горы и рельеф

Радиоволна не огибает гору - она за неё дифрагирует, и на этом теряет от 10 до 40 дБ в зависимости от геометрии (ножевая дифракция даёт минимум 6 дБ при касании вершины и резко нарастает с углом затенения, порядок величин подтверждён полевым опытом).

Практически: если между вами и дроном хребет - связи не будет, какую антенну ни ставь. Работают три вещи: 1. Подняться на точку с прямой видимостью. 2. Поставить ретранслятор на перевале или на высоте. 3. Работать с воздушным ретранслятором.

Разбор по ретрансляции - наша отдельная серия, плюс материалы базы: системы наземной и воздушной ретрансляции. Просчитать трассу с учётом складок рельефа до выезда на местность можно в RadioPlanner для Windows, а методику мы разбираем в теме RF-планировщик.

Вынос на НСУ: самый дешёвый способ добавить километры

Раздел 13

Вынос на НСУ

самый дешёвый способ добавить километры

Уровень 2: базовый

Чем поднимать

Прежде чем менять антенну на более дорогую - поднимите ту, что есть. Часто этого достаточно.

Почему вынос работает

Антенна на очках или на пульте находится в худшем месте из возможных:

Метр-полтора над землёй. Первая зона Френеля упирается в грунт на первых же сотнях метров.
За ней стоит человек. Вы - мешок воды, который экранирует на 5-10 дБ. Развернулись спиной к дрону - потеряли столько же.
Рядом ваше железо. Очки, телефон, пульт, повербанк - всё это шумит.

Готовая сборка выноса и практика - в базе: сборка выноса, подробное руководство по работе с НСУ и видео работа с выносными антеннами.

Вынос решает все три проблемы разом. Антенна на палке высотой 3 м, оператор рядом, кабель вниз - и вы получаете прибавку, сравнимую с направленной антенной, ничего не покупая.

Сколько даёт высота

Прикидка по зоне Френеля на трассе 5 км (расчёт из первого раздела):

Высота антенны	Что происходит
0,5 м (антенна на очках, сидя)	зона перекрыта грунтом почти сразу
1,5 м (стоя)	работает, но любой бугор на трассе закрывает
3 м (палка)	уходим от травы, кустов, машин
6-10 м (мачта)	открывается прямая видимость через мелкий рельеф

Правило: каждое удвоение высоты в среднем даёт больше, чем удвоение усиления антенны, потому что оно убирает препятствие, а не давит через него. Оценить профиль высот и просчитать зону Френеля для конкретной позиции позволяют онлайн-инструменты voronfpv.ru и программа RadioPlanner для Windows.

**Рис. 28.** Схема выноса целиком: антенна, чок-балун, мачта, кабель, приёмник, питание. Чок ставится вплотную к антенне, а не у приёмника

Кабель: где вы потеряете всё, что выиграли

Вернитесь к таблице потерь в кабеле из первого раздела и посчитайте свой случай.

Пять метров RG-174 на 5,8 ГГц съедают 15 дБ. Вы подняли антенну на 5 метров, выиграли 6 дБ на геометрии и потеряли 15 на кабеле. Итог - минус 9.

Три правильных решения:

Толстый кабель. LMR-400 или аналог: те же 5 метров стоят 1,8 дБ вместо 15. Кабель толстый, тяжёлый и дорогой, но это работает.
Приёмник наверху. Поднимаете на мачту не антенну, а весь приёмник, а вниз идёт уже видеосигнал или USB - им высокочастотные потери безразличны. Лучшее решение для 5,8 ГГц.
Низкая частота. На 868 МГц кабель прощает намного больше: те же 5 м RG-174 - 5 дБ вместо 15.

Чок-балун: отсечка тока, которая спасает диаграмму

Без отсечки синфазного тока ВЧ-энергия течёт по внешней стороне оплётки кабеля вниз. Кабель становится продолжением антенны: диаграмма направленности задирается в небо, появляется чувствительность к рукам оператора, а в приёмник засасывается шум от процессора пульта и экрана.

Миф про «бухту из кабеля» на СВЧ. В интернете часто советуют свернуть 6-8 витков кабеля в бухту. Это приём из КВ-диапазона, до 30 МГц, где волна длиной в десятки метров. На частотах 433, 868, 1200 и 2400 МГц полутораметровый кусок кабеля в бухте - это зря потраченные полтора метра: межвитковая паразитная ёмкость закорачивает витки по ВЧ, чок перестаёт работать, а сам кабель вносит 1-2 дБ омических потерь. Чок не появился, децибелы ушли.

Два правильных метода на UHF и СВЧ: 1. Ферритовые ВЧ-бусины: 1-2 ферритовые трубки (материал 43 или 61, например Fair-Rite), надетые на кабель прямо у точки питания антенны. Никаких витков, просто прямой кабель сквозь феррит. Он работает как активное сопротивление потерь для синфазного тока, 200-400 Ом. 2. Четвертьволновый стакан (базука-балун): то же самое без феррита. Поверх коаксиала надевается металлическая трубка (или экран от более толстого кабеля) длиной ровно λ/4. Снизу она припаивается к оплётке кабеля, сверху остаётся изолированной с зазором 2-3 мм от точки питания. Четвертьволновый отрезок превращает короткое замыкание снизу в разрыв сверху и не даёт току затекать на внешнюю сторону фидера.

Усилитель: когда он помогает, а когда только вредит

Усилитель мощности на передачу (бустер) - тема отдельная и опасная.

Где он реально помогает: передача на борт от наземки, когда у вас уже всё остальное сделано правильно - антенна хорошая, высота есть, кабель короткий.

Где он вредит: 1. Усилитель усиливает и шум тоже. На приём малошумящий усилитель (LNA) имеет смысл только прямо у антенны, до кабеля. Внизу у приёмника он усиливает уже испорченный сигнал вместе со всеми потерями кабеля. 2. Асимметрия канала. Подняли мощность передатчика на земле в десять раз - теперь земля до дрона добивает, а дрон до земли нет. Связь односторонняя, а вы думаете, что стало лучше. 3. Гадите всем вокруг. Соседние пилоты на площадке получают ваш бустер прямо в приёмник. 4. Законодательство: мощность в безлицензионных диапазонах ограничена.

Правило: усилитель - последнее, что вы делаете, а не первое. Сначала антенна, высота, кабель, поляризация. Обычно на этом вопрос и закрывается.

Готовые выносные комплекты с усилителем, инструкции в базе: Vigor - инструкция к выносной антенне с усилителем, Vigor 2.0, Vigor 3.0, PEPPA v4.1 - система связи с выносом передатчика. Практика выноса и работы оператора: темы форума сборка выноса и работа с НСУ. Видео по сборке антенного блока НСУ «Стрелец-УМ»: на 470-550 МГц, на 720-1020 МГц. Инструкции к самим станциям: Стрелец-УМ мод.2, Стрелец, НСУ 3.1 и 3.1М, НСУ «Змей».

Мачта, растяжки и безопасность

Высота против ветра. Всё, что выше трёх метров, требует растяжек от трёх точек. Упавшая мачта ломает антенну и может достать человека.
Гроза. Мачта в грозу - это молниеотвод, к которому вы подключены кабелем. При приближении грозы работа прекращается, мачта опускается. Это не перестраховка, это техника безопасности.
Провода. Перед подъёмом мачты - посмотрите вверх. Линия электропередачи над головой убивает быстрее, чем разряженный аккумулятор.
Заземление. Стационарная мачта должна быть заземлена, и в кабель ставится грозоразрядник. Для переносной наземки на день - не актуально.

Материал в базе по безопасности при работе на высоте: рекомендации по мерам безопасности при работе на высоте.

Маскировка

Если наземка стоит долго и на виду - её маскируют. В базе есть готовые печатные решения под дерево: маскировка под дерево с текстурой, без текстуры.

Важно по радиотехнике: маскировочный кожух должен быть радиопрозрачным - пластик, ткань, пенопласт. Никакой металлизации, никакой краски с металлическим пигментом, никакой фольги. И он не должен касаться излучателя - зазор минимум 10-15 мм, иначе диэлектрик уводит настройку.

Трекинг-антенна (поворотка)

Когда сектор становится уже 35-40°, ручная наводка перестаёт работать. Тогда ставят трекер: поворотное устройство, которое получает координаты дрона по телеметрии и само наводит антенну.

Что нужно: - Поворотка на двух серво или шаговиках (азимут + угол места). - Телеметрия с координатами дрона - MAVLink, CRSF, или отдельный GPS-трекер. - Контроллер, который считает азимут и угол места из двух координат. - Точная выставка нуля по азимуту при старте. Ошиблись на 10° при инициализации - трекер всю дорогу будет мимо.

Когда он нужен: парабола, спираль от 12 витков, Яги от 10 элементов. То есть всё, у чего сектор ушёл под 35-40° - удержать такой луч рукой на дистанции уже не выходит. По усилению это 13 дБи и выше, а у параболы и все 25-30.

Готовый поворотный механизм из базы: поворотный механизм Оскол-30МСП.

Когда это оверинжиниринг: если ваша антенна 8-14 дБи с сектором 60-90°, трекер не нужен - достаточно поставить её в сторону сектора полёта и забыть.

Собрать своими руками: от куска провода до рабочей антенны

Раздел 14

Собрать своими руками

от куска провода до рабочей антенны

Уровень 2: базовый

Что купить заранее

Калькулятор: длина антенны

Частота, МГцКоэффициент укорочения

—Длина волны λ

—Штырь λ/4

—Плечо диполя

—Диполь целиком λ/2

Здесь - всё, что нужно человеку без навыков. Инструмент, материалы, приёмы, и четыре полных проекта с размерами.

Что купить заранее

Материалы: - Медный провод 1,5-2 мм (можно жила из монтажного ВВГ) - для рамок, ромбов, элементов. - Медный провод 0,8-1 мм - для мелких антенн на 2,4 и 5,8 ГГц. - Алюминиевая трубка 4-8 мм - для элементов Яги. - Фольгированный текстолит FR-4 односторонний - для рефлекторов. - Коаксиал: RG-178 или RG-316 для борта, RG-58 или толще для наземки. - Разъёмы SMA-мама панельные и SMA-папа обжимные, плюс переходники SMA/RP-SMA. - Труба ПВХ 20-32 мм - каркасы, мачты, корпуса. - Термоусадка разных диаметров, термоклей, эпоксидка.

Инструмент: - Паяльник 40-60 Вт с тонким жалом или паяльная станция. Для SMA нужен быстрый прогрев, а не долгий. - Бокорезы, круглогубцы, надфиль. - Штангенциркуль. Линейкой на 5,8 ГГц вы не попадёте. - Флюс (не кислотный!), припой.

Приёмы, на которых все спотыкаются

Как считать длину. Формула одна:

L (мм) = 299 792 / f (МГц) × доля

Доля - это λ/4 = 0,25, λ/2 = 0,5 и так далее. Потом умножаете на коэффициент укорочения 0,95 для проволочного излучателя в воздухе.

Толстый элемент укорачивается сильнее: для трубки диаметром λ/50 коэффициент около 0,93, для тонкой проволоки - 0,96-0,97. Чтобы не считать укорочение вручную на листочке, используйте встроенный Интерактивный комплекс расчёта антенн ЦСП «Ворон» в конце методички - он строит точный чертёж и даёт размеры раскроя под любую вашу частоту.

Резать всегда с запасом 3-5 мм. Подрезать можно, приращивать - нет.

Как паять SMA, не убив разъём. Диэлектрик внутри SMA - тефлон, он плывёт от долгого нагрева, центральный контакт съезжает, и разъём после этого мёртв.

Залудите провод и контакт отдельно, заранее.
Соедините и прогрейте одним касанием на 1-2 секунды.
Если не схватилось - дайте остыть полностью и повторите. Не грейте дольше.
Держите разъём в зажиме, не в руке - пальцами вы его сдвинете.

Как учесть термоусадку. Она укорачивает электрическую длину на 1-2 %. Настраивайте антенну уже в термоусадке, иначе после натягивания резонанс уедет.

Коэффициент укорочения кабеля. Для всего, что делается из отрезков коаксиала (COCO, согласующие шлейфы, четвертьволновые трансформаторы), длина считается с коэффициентом укорочения самого кабеля: - сплошной полиэтилен (RG-58, RG-213): k = 0,66 - вспененный полиэтилен: k = 0,82-0,85 - тефлон (RG-178, RG-316): k = 0,69-0,70

Это самая частая ошибка в самодельных антеннах из кабеля. Посчитали по воздуху - антенна не работает, и человек ищет ошибку где угодно, кроме этого.

Герметизация. Порядок: пайка → промыть флюс спиртом → термоусадка с клеевым слоем → сверху капля термоклея или нейтрального силикона на узел. Кислотный флюс не использовать вообще - он сожрёт пайку за сезон.

Проект 1. Диполь на 868 МГц (полчаса, 50 рублей)

Самая полезная антенна для ELRS-борта.

Нужно: коаксиал RG-178 около 30 см, разъём u.FL или SMA, термоусадка.

Отмерьте от конца кабеля 82 мм и аккуратно снимите внешнюю изоляцию, не повредив оплётку.
Оплётку на этом участке распустите и отогните назад вдоль кабеля - это второе плечо. Его длина от точки среза - тоже 82 мм.
Оставшиеся 82 мм центральной жилы с изоляцией - первое плечо, торчит прямо.
Наденьте термоусадку на отогнутую оплётку, чтобы она не касалась кабеля.
Общая термоусадка сверху на весь узел.
Второй конец - обжать разъём.

Проверка: КСВ 1,3-1,8 на 868 МГц. Минимум ниже частоты - плечи длинные, подрежьте по 2 мм с каждого.

Результат: плечи диполя равны по 82 мм, узел спайки защищён клеевой термоусадкой. На анализаторе минимум КСВ (1,2-1,5) строго на 868 МГц. Антенна готова к установке на борт.

Проект 2. Клевер на 5,8 ГГц (час, 80 рублей)

Честно предупреждаю: результат будет хуже покупного за 400 рублей. Делайте, если хотите понять, как это работает.

Нужно: провод 0,8 мм, SMA-мама панельная, шаблон.

Скачайте и напечатайте шаблон из базы: клевер - STL-модели для изготовления антенны.
Длина провода на один лепесток - 52 мм (одна длина волны), три лепестка.
Согните каждый лепесток по шаблону: получается вытянутая петля шириной ~12 мм и высотой ~16 мм.
Разверните лепестки на 120° друг от друга и наклоните плоскость каждого на 45° к вертикальной оси.
Все три внутренних конца - на центральный контакт SMA, все три внешних - на корпус.
Проверьте направление закрутки до того, как зальёте клеем. Глазами закрутку не определить: у RHCP и у LHCP три лепестка одинаково разведены на 120°, а вращение задаёт наклон плоскости лепестков из шага 4. Работает только сравнение: возьмите покупную круговую известной закрутки, поставьте по очереди свою и её и сравните RSSI - как описано в разделе «Проверка закрутки круговых».

Проверка: КСВ до 2,0. Полевая - крутить дрон и смотреть разброс RSSI.

Результат: три лепестка разведены на 120° и наклонены на 45° к оси, пайка чистая, проверена закрутка (RHCP). На анализаторе КСВ на рабочей частоте 5,8 ГГц не выше 1,8-2,0. При вращении аппарата уровень RSSI меняется не более чем на 3-4 дБ.

Проект 3. Харченко на 1,2 ГГц (час, 150 рублей)

Самый благодарный проект. Реально конкурирует с покупными. Подробный чертёж и практические рекомендации по изготовлению смотрите в материале разработка однонаправленной антенны Харченко-Маршалла с рефлектором.

Нужно: медный провод 2 мм, фольгированный текстолит, SMA, стойки.

Отрежьте провод длиной 8 × 62,5 = 500 мм плюс 15 мм запаса.
Разметьте восемь участков по 62,5 мм и согните восьмёрку: два ромба, соединённые в центре. Углы ромбов - 90°.
В центре оставьте зазор 2-3 мм между двумя половинами.
Рефлектор: квадрат текстолита 137 × 137 мм, фольгой к рамке.
Установите рамку параллельно рефлектору на расстоянии 31 мм. Стойки - пластик или напечатанные.
Кабель: центральная жила на одну половину восьмёрки, оплётка на вторую. Кабель уводите назад через отверстие в рефлекторе, перпендикулярно рамке.
Чок-балун на кабеле сразу за рефлектором.

Настройка: двигайте рамку по расстоянию до рефлектора в пределах 25-40 мм, ищите минимум КСВ. Должно получиться 1,2-1,6.

Результат: восьмёрка лежит в одной плоскости, зазор в центре 2-3 мм, рамка параллельна рефлектору без перекоса. КСВ 1,2-1,6, минимум на 1,2 ГГц. Кабель уходит назад сквозь рефлектор, а не вдоль рамки.

Проект 4. Moxon на 2,44 ГГц (полтора часа, 200 рублей)

Для тех, кто летает в городе и устал от помех.

Нужно: провод 1,5 мм, каркас (напечатать или выпилить), SMA, штангенциркуль обязательно.

Каркас: прямоугольник 44,7 × 16,3 мм с пазами под провод. Проще всего напечатать.
Вибратор: прямой участок 44,7 мм, потом два загиба внутрь по 6,8 мм (считая от линии загиба). Все размеры Moxon считаются по осям провода, а не по внешним габаритам - меряйте от середины проволоки до середины проволоки.
Рефлектор: прямая часть той же ширины, два загиба внутрь по 8,4 мм.
Установите обе детали на каркас так, чтобы зазор между кончиками был ровно 1,2 мм. Меряйте штангенциркулем - это критичный размер.
Вибратор разрежьте строго посередине. Центральная жила на одну половину, оплётка на другую.
Чок-балун обязателен - без него подавление назад развалится.

Проверка: КСВ должен быть 1,1-1,4 сразу, без подгонки. Если 2,5+ - проверяйте зазор. Полевая проверка: разворот на 180° даёт падение 20-25 дБ.

Результат: зазор между концами ровно 1,2 мм по штангенциркулю, оба элемента в одной плоскости. КСВ 1,1-1,4 без подгонки. Разворот на 180° в поле даёт провал 20-25 дБ.

Общая литература по самодельным конструкциям в базе: изготовление антенны АУ-250, практические конструкции антенн, антенны: практическое руководство, любительские антенны КВ и УКВ, радиосвязь от азов до создания практических устройств.

КСВ руками: от распаковки анализатора до настроенной антенны

Раздел 15

КСВ руками

от распаковки анализатора до настроенной антенны

Уровень 3: проф

Чем мерить

Калькулятор: КСВ

КСВ

—Коэффициент отражения Γ

—Возвратные потери

—Отражается мощности

—Потери на рассогласовании

Раздел для человека, который анализатор в руках не держал. Без него всё предыдущее - гадание.

Ещё раз: зачем мерить КСВ

Вернитесь к таблице из первого раздела. КСВ 2,0 стоит вам полдецибела - на дальности это почти незаметно.

Мерить КСВ нужно для трёх вещей: 1. Убедиться, что антенна вообще настроена на вашу частоту, а не на 700 МГц от кривой сборки. 2. Не сжечь передатчик. При КСВ 3 четверть мощности возвращается в выходной каскад. 3. Найти обрыв или замыкание - убитый кабель, холодная пайка, сломанная жила видны сразу.

Чем мерить

NanoVNA - векторный анализатор цепей размером с телефон. Появился несколько лет назад и полностью изменил ситуацию: то, что раньше стоило как машина, теперь стоит как хороший клевер.

Что смотреть при покупке: - Верхняя частота. Базовые NanoVNA-H работают до 1,5 ГГц - для 868 и 1,2 хватит, для 2,4 и 5,8 нет. Нужна версия до 3 или до 6 ГГц (NanoVNA-F V2, LiteVNA-64 и подобные). - Калибровочный набор в комплекте (три «нагрузки»: разомкнутая, замкнутая, 50 Ом). - Экран побольше - на крошечном читать график больно.

В базе есть инструкции к конкретным приборам: векторный анализатор NanoVNA-F V2, LiteVNA-64: инструкция по эксплуатации, Arinst: портативные анализаторы спектра, Arinst SSA R2 Signal Hunter. И обзорные видео: векторные анализаторы электрических цепей, Arinst VR 1-6200 - векторный анализатор цепей.

Шаг 1. Что на экране

**Рис. 29.** Экран NanoVNA с подписями: график КСВ, маркер, границы свипа, точка минимума. Всё остальное на первое время можно игнорировать

При первом включении на экране будет каша из четырёх графиков. Вам на первое время нужен один: SWR (он же КСВ), по порту CH0 / S11. Остальные три (Смит, фаза, LOGMAG) смело гасите в меню DISPLAY → TRACE, они сейчас только мешают.

Горизонталь - частота. Слева граница свипа (START), справа - конец (STOP). Эти два числа всегда подписаны по углам экрана - смотрите на них ПЕРВЫМ делом, иначе будете читать график не того диапазона.
Вертикаль - КСВ. Внизу шкалы 1,0 (идеал), вверху обычно 10. Цена деления подписана слева как SWR 1.0/DIV или подобное.
Маркер - треугольничек. Двигается пальцем или джойстиком, показывает точную пару «частота - КСВ» в выбранной точке. Это ваш главный инструмент: глазами по клеткам вы соврёте.

Как читать саму кривую - тут и живёт весь смысл

Кривая КСВ у настроенной антенны - это галка: приходит сверху, падает вниз до минимума и снова уходит вверх. Читать надо три вещи, и только три.

1. Где дно. На какой частоте сидит минимум. Это и есть частота, на которую антенна настроена на самом деле. Если дно на 800 МГц, а вам нужно 868 - антенна длинная, сколько бы красиво она ни выглядела.

2. Насколько глубоко дно. Значение КСВ в самой нижней точке. 1,1-1,5 - отлично. До 2,0 - рабочее. Выше 2,5 - лечить.

3. Насколько дно широкое. Ширина «корыта» по уровню КСВ 2 - это и есть полоса антенны. У диполя дно пологое и широкое, у клевера и спирали шире, у патча и Moxon узкое и острое. Узкая полоса значит, что антенна уедет от любой мелочи: термоусадка, дождь, рука рядом.

**Рис. 30.** Шесть кривых КСВ и диагноз по каждой. Красный пунктир - частота, на которую настраиваем; зелёный - уровень КСВ 2, ниже которого антенна рабочая

Шесть картинок, которые вы реально увидите, и что каждая означает:

Что на экране	Что это значит	Что делать
Ровная галка, дно 1,1-1,5 точно на вашей частоте	Антенна настроена	Ничего. Записать и собирать
Галка есть, но дно левее вашей частоты	Антенна электрически длинная	Откусывать по 1-2 мм и мерить снова
Галка есть, но дно правее вашей частоты	Антенна короткая	Удлинять или переделывать: нарастить точно почти никогда не выходит
Дно на частоте, но неглубокое - висит на 2,5-3,5	Длина верная, согласование плохое	Точка питания, расстояние до рефлектора, угол противовесов
Линия почти прямая, у верха шкалы, без дна вообще	Обрыв, замыкание или антенна вообще не подключена	Искать механику: оплётка на центральную жилу, холодная пайка, убитый разъём
Дно идеальное, 1,0, а дальности нет	Энергия уходит в потери, а не в эфир	Проверить кабель на влагу, разъёмы, качество пайки. Прибор доволен, эфир пуст
Несколько провалов по всему свипу	Вы меряете резонансы кабеля, а не антенны	Перекалиброваться на конце кабеля, поставить чок-балун

Если хочется понять, как прибор вообще строит такой график, в базе лежит основы спектрального анализа.

Главная ловушка новичка: он смотрит только на цифру КСВ и радуется единичке. А смотреть надо на положение дна. Антенна с КСВ 1,8 ровно на 868 МГц работает лучше, чем антенна с КСВ 1,1 на 810 МГц - вторая просто настроена не туда, и ваш передатчик стоит на склоне её галки.

Как понять, на сколько двигать. Записывайте по шагам: отрезали 2 мм - минимум уехал вверх по частоте на столько-то мегагерц. Дальше это просто пропорция. На 868 МГц один миллиметр плеча диполя сдвигает резонанс примерно на 10 МГц, на 2,4 ГГц - уже на десятки, на 5,8 ГГц миллиметр это вся полоса целиком. Чем выше частота, тем мельче шаг подрезки.

Шаг 2. Задать диапазон измерения (свип)

Меню STIMULUS → START и STOP.

Ставьте границы шире вашей частоты примерно вдвое по полосе:

Настраиваете	START	STOP
868 МГц	700 МГц	1000 МГц
915 МГц	750 МГц	1050 МГц
1,2 ГГц	1000 МГц	1400 МГц
2,44 ГГц	2200 МГц	2700 МГц
5,8 ГГц	5400 МГц	6100 МГц

Зачем шире: чтобы видеть, куда уехал резонанс, если антенна расстроена. Если поставить узкий свип ровно на частоту, вы увидите ровную плохую линию и не поймёте, в какую сторону резать.

Шаг 3. Калибровка OSL - без неё все измерения враньё

Анализатор меряет то, что видит на своём разъёме. Кабель, переходник, сам разъём - всё это вносит искажения. Калибровка учит прибор их вычитать.

Калибруйте на конце того кабеля, которым будете подключать антенну. Не на разъёме прибора. Это главное правило, и его нарушают все.

Порядок (меню CAL → CALIBRATE):

RESET - сбросить старую калибровку.
OPEN - к концу кабеля ничего не подключено (либо накручена заглушка OPEN из набора). Нажали - ждём проход свипа.
SHORT - накрутили заглушку SHORT (замкнутая). Нажали - ждём.
LOAD - накрутили нагрузку 50 Ом. Нажали - ждём.
ISOLN и THRU - для измерения S11 не обязательны, можно пропустить.
DONE → SAVE → SAVE 0 (или другой слот).

Всё, прибор откалиброван для этого свипа и этого кабеля. Поменяли свип или кабель - калибруйте заново. Пошаговую инструкцию с фотографиями каждого экрана меню смотрите в статье LiteVNA: калибровка, измерение SWR (КСВ) антенны.

Шаг 4. Измерить антенну

Накрутите антенну на тот же кабель.
Держите антенну в воздухе, не в руке за излучающую часть и не на столе рядом с металлом. Рука рядом с антенной сдвигает резонанс на десятки мегагерц. Поставьте её на пластиковую подставку и отойдите.
Смотрите на график.

Что вы должны увидеть: провал (минимум КСВ) в районе вашей частоты. Хорошая антенна - минимум 1,1-1,5 прямо на частоте, и КСВ ниже 2 в рабочей полосе.

Шаг 5. Настроить подрезкой

Диагноз по картинке - таблица в разделе «Как читать саму кривую» выше. Ниже - сама процедура подрезки.

Процедура подрезки: 1. Отрезали 1-2 мм, не больше. 2. Померили. 3. Посмотрели, на сколько мегагерц сдвинулся минимум. 4. Прикинули, сколько ещё резать, исходя из полученного шага. 5. Повторили.

Резать всегда понемногу. Отрезали лишнее - переделываете антенну целиком.

Результат: минимум графика КСВ (1,1-1,4) совмещён с рабочей частотой канала, полоса антенны по уровню КСВ < 2,0 перекрывает весь рабочий диапазон с запасом. Измерения зафиксированы прибором без рук в ближней зоне.

Пошаговая инструкция с картинками по конкретному прибору есть в базе: LiteVNA: калибровка, измерение SWR (КСВ) антенны - инструкция.

Грабли, на которые наступают все

Подключение к включённому борту или передатчику. Предел входа NanoVNA по мощности: +10 дБм (10 мВт). VTX на 400 мВт выдаёт +26 дБм, на 1-2 Вт - +30...+33 дБм. Одно случайное подключение к работающему дрону - мгновенное выгорание смесителя SA612AD / входного каскада анализатора. Перед измерением антенны на борту обесточьте дрон (отключите LiPo и USB)
Калибровка на разъёме прибора вместо конца кабеля. Меряете кабель, а не антенну.
Рука или тело рядом с антенной. Вы сами - часть измерительной схемы.
Антенна на металлическом столе. Отражения от стола ломают картину.
Измерение без термоусадки, эксплуатация с ней. Резонанс уедет на 1-2 %.
Настроили на столе, поставили на дрон - уехало. Рама, аккумулятор и карбон меняют окружение антенны. Для борта финальную проверку делайте на собранном и строго обесточенном аппарате (отключите LiPo и USB-шнур).
Переходники в цепи при калибровке одни, при измерении другие. Считайте всё, что между прибором и антенной, частью измерительной цепи.
Кривой USB-шнур и питание. NanoVNA от плохого повербанка иногда даёт шумные графики - питайте от нормального источника.

Если анализатора нет

Варианты по убыванию полезности:

1. КСВ-метр (измеритель отражённой мощности). Стоит дешевле VNA, показывает одно число на одной частоте. Достаточно, чтобы понять «антенна жива или нет». Для настройки подрезкой - неудобно, но можно.

2. Измеритель ВЧ-мощности. Показывает, сколько реально уходит в эфир. Косвенно ловит совсем убитые антенны.

3. Сравнение с эталоном. Самый доступный метод и, честно говоря, самый практичный. - Ставите дрон на 100-200 м, не трогаете. - Подключаете эталонную антенну (ту самую резинку из комплекта), записываете RSSI. - Подключаете свою, записываете RSSI. - Разница в дБ - и есть ваш реальный выигрыш.

Это не покажет КСВ, но ответит на единственный вопрос, который вас на самом деле волнует: стало лучше или хуже.

4. RSSI и LQ в OSD. Подробно - в следующем разделе, плюс разбор в базе: LQ и RSSI от А до Я. Видео по спектроанализаторам: анализатор SA6, SA6 и мощное излучение.

Чего делать нельзя: проверять передатчик «на глаз», включая его без антенны или с подозрительной антенной «на секундочку». Секунды хватает.

Проверка в поле: доказать, что стало лучше

Раздел 16

Проверка в поле

доказать, что стало лучше

Уровень 2: базовый

Анализатор показывает согласование. Дальность он не показывает. Единственный честный ответ даёт поле.

Методика «до и после» - как не обмануть себя

Главная ошибка: поменяли антенну, слетали на следующий день, «вроде дальше». Это ничего не значит - погода, влажность, положение солнца, загрузка эфира меняются каждый день.

Правильно: 1. Одна трасса, один день, один аппарат, один аккумулятор по заряду. 2. Летите по одному и тому же маршруту, лучше вдоль дороги или просеки - чтобы повторить точно. 3. Записываете RSSI, LQ и число битых кадров на контрольных точках (500 м, 1 км, 2 км...). 4. Садитесь, меняете ТОЛЬКО антенну. Ничего больше. 5. Повторяете тот же полёт. 6. Сравниваете цифры на тех же точках.

Разница в дБ на одной и той же точке - и есть реальный выигрыш. Всё остальное - ощущения.

Что смотреть в OSD

Если эти три буквы пока ничего не говорят, начните с разбора в базе: LQ и RSSI от А до Я: как понять, когда RX lost.

RSSI (дБм) - уровень сигнала. Чем ближе к нулю, тем лучше: −60 дБм отлично, −90 дБм на грани, −100 дБм - край.
LQ (%) - процент дошедших пакетов. Это важнее RSSI. LQ 100 % при RSSI −95 - связь живая. LQ 70 % при RSSI −60 - у вас помеха, а не дальность.
SNR (дБ) - отношение сигнал/шум. Если RSSI хороший, а SNR низкий - рядом источник помех.
Битые кадры / артефакты для аналогового видео - считаете глазами.

Ключевое разделение: RSSI падает с дальностью - это нормально, работаем антенной. LQ сыплется при хорошем RSSI - это помеха, антенна не поможет, ищите источник.

Walk test: проверка без полёта

Не нужен полёт, чтобы проверить антенну.

Дрон включён и стоит на земле в 100-200 м от вас, в прямой видимости.
Смотрите RSSI на наземке.
Меняете антенны, поворачиваете, наклоняете - и просто сравниваете цифры.

За полчаса такого теста вы узнаете про свои антенны больше, чем за месяц полётов.

Что проверять на walk test:

Проверка	Как	Что должно быть
Работает ли направленность	навести и отвернуть на 90°	падение 10-15 дБ
F/B	развернуть на 180°	Яги 15-20 дБ, Moxon 20-25 дБ
Поляризация	повернуть антенну на 45° и на 90°	3 дБ и 15-25 дБ соответственно
Мёртвая зона	поднять дрон над головой	провал 6-10 дБ у штыря
Новая антенна против эталона	по очереди на том же месте	разница в дБ - ваш выигрыш
Целостность кабеля	шевелить кабель у разъёмов	RSSI не должен прыгать

Проверка поляризации - самая наглядная

Возьмите наземную антенну в руки и медленно поверните её на 90° вокруг оси «на дрон», глядя на RSSI.

Линейная антенна с линейной на борту: провал на 15-25 дБ в положении 90°.
Круговая с круговой: изменения почти нет.
Круговая с линейной: небольшая ровная просадка без глубокого провала.

Эта тридцатисекундная проверка сразу показывает, что у вас на самом деле стоит - и ловит перепутанную маркировку лучше любого прибора. Наглядно про саму физику: поляризация радиоволн наглядно.

Проверка закрутки круговых

Если есть две круговые антенны разной закрутки (RHCP и LHCP) - поставьте по очереди и сравните RSSI.

Разница 10-20 дБ (на хороших антеннах и все 25) означает, что одна из них «своя», вторая «чужая». Та, что даёт больше, и совпадает с бортом. Если разницы почти нет - одна из антенн не круговая, а вам её продали как круговую.

Не работает: ищем по симптому

Раздел 17

Не работает

ищем по симптому

Уровень 1: минимум

Таблица для поля. Симптом → что это обычно → что проверить первым.

Симптом	Вероятная причина	Что делать
Дальность упала вдвое после краша, антенна цела на вид	сломана центральная жила у основания разъёма	заменить антенну, проверить КСВ старой
Картинка рябит только когда дрон в одну сторону	направленная наведена не туда / провал диаграммы	сменить наведение, добавить всенаправленную в diversity
Связь хорошая на земле, пропадает в воздухе	кабель ломается на изгибе, или мёртвая зона над головой	шевелить кабель глядя на RSSI; сменить наклон антенны
LQ сыплется под газом	помехи от силовой части	разнести приёмник и антенны от ESC и силовых проводов
Дальность упала после «апгрейда» на направленную	вышли из луча / перепутана поляризация	проверить поворотом на 90°, вернуть эталон и сравнить
VTX греется сильнее обычного	высокий КСВ, мощность возвращается в каскад	немедленно проверить антенну и кабель, не летать
КСВ идеальный 1,0, а дальности нет	энергия уходит в потери, а не в эфир	проверить кабель на влагу и обрыв оплётки, перепаять
Спутники GPS пропадают при включении видео	шум VTX и перегрузка входа GPS	разнести на 15 см, экран под GPS-антенну
В дождь всё умирает, в сухую нормально	вода на антенне или в разъёме	герметизировать, поставить колпачок, наклонить патч
Связь пропала зимой на том же маршруте	обледенение элементов / коаксиал на морозе	закрыть антенну колпаком, заменить кабель на морозостойкий
Дальность летом хуже, чем зимой, в одном месте	листва	подняться выше, ретранслятор, уйти на низкую частоту
Сигнал то отличный, то пропадает на ровном полёте над водой	интерференция прямого и отражённого	поднять антенну, круговая поляризация
Разворот на 180° ничего не меняет у Яги	рефлектор не работает	проверить длину рефлектора и расстояние до вибратора
Антенна «подключена», а связи нет совсем	SMA вместо RP-SMA	посмотреть на центральный контакт глазами
Помехи только на площадке, дома всё хорошо	чужие передатчики	просканировать эфир, сменить канал, взять антенну с высоким F/B

Смежные материалы по помехам и защите канала в базе: анализ видов радиопомех против каналов управления, защита каналов связи от воздействия РЭБ.

Что купить и что напечатать

Раздел 18

Что купить и что напечатать

Уровень 1: минимум

Что брать

Цены проверены вживую 19.09.2026. Магазины с открытыми ценами - ЧипДип. По маркетплейсам даю только ссылку на поиск: там цена меняется каждый день, и утверждать её бессмысленно.

Комплектующие для самосбора (ЧипДип, наличие проверено)

Остатки на складе меняются каждый день, поэтому даю цену и срок, а не число штук - переходите по ссылке и смотрите сами.

Что	Позиция	Цена	Наличие
Разъём SMA панельный	L-KLS1-SMA-KFD12	66 ₽	в наличии, 5-6 дней
Готовая сборка SMA-SMA 30 см на RG-316	SMA-P/SMA-J-RG316-30	170 ₽	в наличии, 3 дня
Фольгированный стеклотекстолит 250×150, односторонний	поиск в ЧипДип	440 ₽	в наличии, 3-4 дня

Одного листа текстолита 250×150 хватает на рефлекторы для двух Харченко на 1,2 ГГц.

Про феррит и отсечку оплётки - важная поправка. В радиомагазинах массово продаются дешёвые кольца М2000НМ и М3000НМ (от 28 ₽). Это низкочастотный марганец-цинковый материал: на частотах 433, 868 МГц и выше он бесполезен, его проницаемость падает до единицы, а огромная диэлектрическая проницаемость шунтирует дроссель ёмкостью. Не тратьте деньги.

Для наших СВЧ-частот нужны: 1. Никель-цинковые ВЧ-бусины и защёлки: зарубежные смеси 43 и 61 (Fair-Rite / Wurth Elektronik) либо отечественные марки 30ВН, 50ВН, 100ВН. Достаточно надеть одну трубку прямо на кабель вплотную к антенне без витков. 2. Четвертьволновый стакан (базука): кусочек латунной трубки или распущенный чулок оплётки длиной λ/4 с укорочением 0,95, надетый поверх кабеля (82 мм для 868 МГц, 59 мм для 1,2 ГГц). Стоит ноль и не вносит потерь, но работает только на одной частоте, на которую посчитан. Феррит дороже и чуть греется, зато закрывает весь диапазон сразу. Один диапазон - стакан, несколько - феррит.

Анализатор

В ЧипДипе из векторных анализаторов - только лабораторные: NanoVNA SV4401A 50 кГц - 4,4 ГГц за 48 000 ₽ и SV6301A за 134 800 ₽. Это отличные приборы, но не для того, чтобы подрезать диполь.

Бытовые NanoVNA-H, NanoVNA-F V2, LiteVNA-64 живут на маркетплейсах - цену не утверждаю, смотрите сами: поиск «NanoVNA» на Ozon, поиск «LiteVNA» на Ozon.

При выборе смотрите верхнюю частоту: до 1,5 ГГц хватит только для 868 и 1,2. Для 2,4 и 5,8 нужна версия минимум до 3 ГГц, лучше до 6.

Материалы по конкретным моделям в базе: векторный анализатор радиоцепей NanoVNA-F V2, LiteVNA-64: анализатор цепей - инструкция по эксплуатации, а также пошаговый мануал LiteVNA: калибровка, измерение SWR (КСВ) антенны.

Готовые антенны

Что	Где искать	На что смотреть
Клевер / Pagoda 5,8	поиск на Ozon	закрутка RHCP или LHCP - должна совпасть с очками
Патч 5,8 для очков	поиск на Ozon	круговая, не линейная; усиление 8-14 дБи
Диполь / T-диполь для ELRS 868	поиск на Ozon	длина плеча около 82 мм - можно померить линейкой на фото
Яги 868 / 915	поиск на Ozon	5-7 элементов - оптимум, длиннее не надо

Правило покупки антенны: если продавец не указывает поляризацию и закрутку - не покупайте. Это первое, что обязан написать нормальный производитель.

Что напечатать - STL с нашего сайта

Крепления и маунты, всё бесплатно, всё лежит в базе:

Борт: маунт для антенн SMA под раму Pressrock · крышка к нему · маунт для антенн v2.1 · Pressrock маунт для антенн · Pressrock крепление камеры и антенны v2 · держатель для антенны RX · держатель антенны управления Chimera v2 · держатель T-диполь под мотор · вертикальный держатель T-диполь · Osa 10-20 держатель антенны видеопередатчика · держатель для VTX

GPS: грибок и корыто под антенну GPS

Изготовление антенн: клевер - STL-модели для изготовления антенны · разработка однонаправленной антенны Харченко-Маршалла с рефлектором

Наземка и маскировка: поворотный механизм Оскол-30МСП · маунт антенны управления на 500 МГц · маскировка под дерево с текстурой · маскировка под дерево без текстуры · площадка для ретранслятора на DJI Mavic 3

Зимой печатайте маунты из PETG, не из PLA. PLA на морозе хрупкий и ломается вместе с антенной при первой же жёсткой посадке.

Инструменты и база: что считать не руками

Раздел 19

Инструменты и база

что считать не руками

Уровень 2: базовый

Всё это лежит у нас на сайте, пользоваться бесплатно.

Интерактивный инженерный комплекс расчёта антенн ЦСП «Ворон»

Инженерный комплекс рассчитывает физические и геометрические размеры антенн, точный раскрой элементов в миллиметрах, согласующие зазоры и энергетику радиотрассы. Выбирайте диапазон быстрыми кнопками или вводите произвольную частоту - векторный чертёж образмеривается мгновенно: - 1. Длина волны λ - точные значения $\lambda_0$ (вакуум), $\lambda_{\text{провод}}$, полуволна $\lambda/2$, четвертьволна $\lambda/4$, период $T$ (нс) и волновое число $k$ с учётом коэффициента укорочения (медь 0.95, PE 0.66, фторопласт 0.70). - 2. Полуволновой диполь и четвертьволновой штырь Ground Plane - раскрой плеч, штырь, противовесы под 45° для прямого согласования в 50 Ом, согласующий стакан (sleeve balun). - 3. Moxon Rectangle - стороны A, B, C, D, E с выделением критического зазора C, длин заготовок вибратора и рефлектора для честного подавления тыла 20-25 дБ. - 4. Волновой канал Яги-Уда (3, 5, 7 элементов) - длины элементов и шаги расстановки на траверсе, расчёт усиления и угла раскрыва луча. - 5. Биквадрат Харченко - сторона ромба $\lambda/4$, полная длина провода, дистанция до экрана $\lambda/8$ и габариты рефлектора. - 6. Спиральная антенна осевого режима (Axial Helical) - диаметр каркаса $\lambda/\pi$, шаг $0.23\lambda$, длина намотки, реальное усиление по формуле Эмерсона, ширина луча $\theta_{-3\text{dB}}$, поляризация (RHCP/LHCP) и согласующий лепесток. - 7. Микрополосковый патч - ширина $W$, длина $L$, эффективная $\varepsilon_{\text{eff}}$, точка запитки 50 Ом и размеры экрана для воздуха ($\varepsilon_r=1.0$), Rogers RO4003C ($\varepsilon_r=3.55$) и текстолита FR-4 с предупреждением о тангенсе потерь. - 8. Зона Френеля и бюджет линка (FSPL) - радиус первой зоны $r_1$, чистый просвет $0.6r_1$, затухание в свободном пространстве, мощность на приёмнике $P_{\text{rx}}$ и запас по замираниям (Fade Margin) под чувствительность протоколов (ELRS 500/50/25 Гц, аналог, DJI).

Планировщики и калькуляторы

RadioPlanner 3.0 для Windows - расчёт покрытия на реальной карте с рельефом. Забиваете точку наземки, высоту антенны, мощность, частоту - получаете карту зоны уверенного приёма с учётом рельефа местности. Лучший способ выбрать точку для наземки до выезда, а не после.
Cantennator 17.0 для Android - расчёт волноводных и рупорных антенн прямо в телефоне.
Dipole Calculator 6.5 для Android - считает диполи и производные, с учётом укорочения.
Планировщики и калькуляторы на самом сайте - раздел инструментов, доступен после регистрации.

Наши статьи по теме

Семь явлений, которые управляют вашей связью - физика распространения: отражение, дифракция, многолучёвка, зона Френеля. Прямое продолжение первого раздела этой методички.
Сборка выноса - правильная сборка мачт, кабелей и выносных антенн.
Работа с НСУ - наземные станции управления и организация рабочего места.
Диагностика LQ и RSSI от А до Я: как понять, когда RX lost - расшифровка телеметрии и выявление отказа связи.
ELRS на частотах 700-730 МГц и смещение частот управления - уход от средств подавления и РЭБ.
Разнос частот Radiomaster Nomad Dual Gemini / DBR4 - одновременная передача на двух диапазонах.
Регулируемый VTX/VRX на ESP32 - умное переключение мощности и каналов.
RF-планировщик - обсуждение расчёта покрытия и моделирования трасс.
Система связи дрона - как устроен канал целиком.
Протоколы связи - что бежит по этому каналу.

Учебники из базы - для тех, кто хочет глубже

Учебное пособие: основы теории антенн и распространение - фундамент, от которого пляшет всё остальное.
Антенны, том первый и том второй - классическая двухтомная теория.
Антенны, Тимур Гаранин - современный практический разбор.
Антенно-фидерные устройства - кабели, согласование, потери.
Антенны для связи, ТВ, Wi-Fi - прикладные конструкции.
Руководство по выбору и использованию FPV-антенн - наш профильный материал.
Антенны для FPV-дронов - ещё один прикладной разбор.
Карманный справочник радиоинженера - формулы под рукой.
Антенны спутниковые, КВ, УКВ, Си-Би, ТВ, РВ - широкий обзор конструкций, включая параболы.
Применение коротковолновых антенн - откуда родом коллинеарные и J-антенны.
Радиосвязь: начальные вопросы - если совсем с нуля.
Радиолокация без формул, но с картинками - если тяжело идёт математика.

Видеокурс по антеннам в базе

Отдельная подборка лекций: топ-70 лекций: радиотехника, антенны. Ключевые ролики по темам этой методички: принятие радиоволн, антенная теория, распространение волн в проводнике, отражение волн на антенне, эксперимент с френелевскими зонами, сборка антенны и периферии Radiomaster.

Что в сухом остатке

Дальность делают три вещи, и антенна - только одна из них.

Первое: поляризация. Совпала - вы в игре, не совпала - вы потеряли 15-25 дБ, и никакая цена антенны этого не вернёт. Проверка занимает тридцать секунд поворотом антенны на 90° с контролем RSSI.

Второе: высота и прямая видимость. Три метра выноса часто дают больше, чем вдвое более дорогая антенна, потому что убирают препятствие, а не давят сквозь него. Первая зона Френеля на пяти километрах - это 8 метров на 5,8 ГГц и 21 метр на 868 МГц.

Третье: честный выбор сектора. Каждый децибел усиления оплачен градусами луча. Патч на 14 дБи с сектором 60° вы удержите. Парабола на 30 дБи с сектором 6° - нет, без трекера это просто дорогая железка.

А погода почти всегда не при чём. Дождь на 5,8 ГГц в ливень - это 0,3 дБ на километр, ерунда. А пятьдесят метров листвы на 5,8 ГГц - 22 дБ, и это конец связи. После дождя - ещё хуже. Не покупайте антенну от дождя, поднимите её над лесом.

И ещё одно, что важнее всего остального: прежде чем покупать антенну, сделайте то, что бесплатно. Снижение частоты пакетов ELRS с 500 до 50 Гц даёт 10 дБ - почти как пятиэлементная Яги, и делается переключателем в меню.

Что сделать сегодня вечером, не тратя денег: 1. Проверить, совпадает ли закрутка на борту и в очках. Посмотреть на маркировку, а не вспомнить. 2. Повесить на переключатель пульта второй режим ELRS - 50 Гц для дальних полётов. 3. Надеть ВЧ-ферритовую бусину (материал 43/61) или четвертьволновый стакан у антенны выноса - убрать искажение диаграммы оплёткой. 4. Развести две приёмные антенны на борту под 90°, если они у вас лежат параллельно. 5. Взять палку и поднять наземную антенну на два метра. Просто чтобы увидеть разницу.

Что сделать на выходных: собрать Харченко на 1,2 ГГц по чертежу из раздела C6. Час работы, полтораста рублей, 8,5-10,5 дБи. Это лучший способ понять всё, что здесь написано, руками.

Сегодня вечером проверьте закрутку. На выходных соберите Харченко. Всё остальное - потом.