Видеосистема для управляемых моделей.

Аппаратура для установки системы видеонаблюдения для авиамоделей, как правило, состоит из устанавливаемой на авиамодель видеокамеры, передатчика и передающей антенны. Большинство авиамоделистов устанавливают видеокамеру в  том месте авиамодели, в котором будет оптимальный обзор. А передатчик с передающей антенной устанавливают  в корпусе фюзеляжа авиамодели или в крыльях самолета исходя только из  условий, что рядом нет металлических конструкций.  Это достаточно распространенное и ошибочное мнение среди авиамоделистов.  Помимо выходной мощности передатчика основными факторами для радиосвязи так же являются КНД и КСВ передающей антенны. И если даже мощность передатчика достаточно большая, то при не оптимальных параметрах КСВ и КНД антенны  дальность связи будет незначительной и будет меняться в зависимости от положения авиамодели в пространстве.  К основным параметрам дальности той или иной радиолинии связи относятся:  выходная мощность передатчика,  КНД передающей антенны, КСВ передающей антенны, КНД приемной антенны, КСВ приемной антенны, чувствительность приемника, качество юстировки между приемной и передающей антеннами по диаграммам направленности.  Помимо затухания в радиолинию, вносимое антенной из-за большого параметра КСВ, передающая антенна отражает выходной сигнал передатчика и направляет его обратно на его выходной каскад, что приводит к неправильной  его работе, перегреву, выходу из строя.  Малогабаритные антенны (высотой 1-3 см), как правило,  являются резонансными антенными с очень узкой полосой. Они требуют  тщательной  настройки в месте установки  и работают на одной частоте (не являются диапазонными). Добиться у них параметра КСВ < 3 достаточно трудно. 

Необходимо не забывать об электромагнитной совместимости между аппаратурой системы дистанционного управления авиамоделью и  аппаратурой передачи видеоизображения.  Для авиамоделей проблема заключается в том, что приемная антенна дистанционного управления авиамоделью находится вблизи антенны передающей на землю видеоизображение.  Максимальное расстояние между антеннами не более 50 см.  Обе антенны должны иметь диаграммы направленности ориентированные на землю. В связи с этим антенна, передающая видеоизображение на землю, в любом случае будет влиять на приемник телеметрического управления.  Такое влияние будет сказываться значительным ухудшением отношения Сигнал / Шум на входе приемника дистанционного управления.  Несмотря на то, что передача видеоизображения осуществляется на рабочих радиочастотах диапазона 2400 МГц, а прием команд управления осуществляется на частотах 20 МГц; 40 МГц или даже 433 МГц, отношения Сигнал / Шум  на входе приемника дистанционного управления будет падать из-за наведенных паразитных для телеметрических сигналов шумов или помех.   Это вызовет ограничение дальности управляемого полета.  Для предотвращения этого эффекта необходимо на входе приемника команд  управления (между приемной антенной команд управления и входом приемника команд управления), устанавливать фильтр ФНЧ с частотой среза не более 700 – 900 МГц.  Такой фильтр должен ослаблять на входе приемника команд управления авиамоделью сигнал передатчика видеоизображения на уровне не менее  - 30…..- 40 дБ.  Это позволит не потерять дальность управления авиамоделью при установке на нее системы передачи видеоизображения в диапазоне частот 2400МГц.   

При проверке ряда малогабаритных штыревых антенн, входящих в комплектацию тех или иных малогабаритных видео передатчиков в частотном диапазоне 2400 МГц,  по параметру значения их КСВ и на корпусе аналогичном по габаритам корпусу передатчика (корпус служит противовесом антенны) оказалось, что такие антенны имеют параметр КСВ > 5 в большинстве случаев.  А диаграммы направленности  таких антенн вместе с корпусом передатчика хотя и являются формально круговыми, но имеют достаточно большую неравномерность  характеристики излучения в горизонтальной плоскости.   Для эксперимента брались антенны,  показанные на фотографии ниже.

 Влияние КСВ антенны на параметры радиотракта здесь:  («Вносимые потери в радиолинию при несогласованности антенн»).  

 Передающая антенна для авиамоделей должна (в идеальном варианте) иметь диаграмму направленности в виде полусферы с направлением выпуклости в сторону земли. Такую антенну достаточно сложно реализовать, но достаточно хорошей диаграммой направленности можно считать  и передающую антенну с диаграммой направленности в виде эллипса  и с основным излучением сигнала в сторону земли.  Ориентировочно, такую похожую диаграмму создает антенна в виде вертикального штыря направленного вниз и с соответствующей круговой площадкой  противовеса, расположенной сверху.    В качестве приемных антенн можно с успехом использовать направленные антенны для диапазона 2400 МГц.  Как правило, у таких антенн (предназначенных для систем Wi-Fi) КСВ < 1,6.  Угол  диаграммы антенны по вертикали  и ее КНД выбирается  по Вашему усмотрению.

Передающая антенна для авиамодели.

Передающая антенна (показанная на фотографии ниже) в виде короткого штыря вместе с переходным разъемом и металлической согласованной площадкой  противовеса предназначена для установки под крыло авиамодели или под фюзеляж. Основное излучение сигнала в сторону земли, диаграмма направленности – круговая. 

КНД =  1,5 

КСВ  < 1,2   при размере площадки противовеса ………………………………… 90 Х 90 мм.

КСВ  < 1.5   при размере площадки противовеса ………………………………..  65 Х 65 мм

Частотный диапазон ……………………………………………………………………………… 2400 МГц

Общая высота антенны ………………………………………………………………… не более 70 мм.

Вес антенны в сборе …………………………………………………………………….. не более  26 гр.

Средний вес соединительного кабеля ……………………………………….. не более  25 гр.

Стоимость антенны с соединительным кабелем …………………………   800=00 рублей

Передатчик «PRD-AVIA-1».

 Краткие технические характеристики:

- Внешнее напряжение питания ………………………………..  7,2 В (от 6,3 В до 9 В)

- Потребление передатчика без камеры ………………………….  не более 200 мА

- Диапазон частот ………………….. 8 выбираемых частоты диапазона 2400 МГц.

- Габаритные размеры ………………………………………... не более  68 Х 40 Х 16 мм

- Выход питающего напряжения на видеокамеру …………………………..  + 12 В.

- Вес передатчика ……………………………………………………   не более   30 гр.

- Входные – выходные контакты передатчика …………………………… под винт

- Выходная мощность передатчика………………………………… + 20 дБм ( 100 мВт)

- Вид модуляции  ………………………………………………. линейная ЧМ – модуляция.

- Выходной разъем передатчика ……………………………………………….. вилка SMA

Контакты разъема для подключения:

№ 1 ……………. «0» В. (внешнее питание)

№2 …………….   + 7.2 В (внешнее питание)

№3 ……………..  «0» В (на камеру)

№4……………… Вход микрофона  AUDIO-2

№5……………….. Вход микрофона AUDIO-1

№6………………  Вход сигнала  VIDEO.

№ 5 …………….  + 12 В на питание для видеокамеры.  

Стоимость передатчика  «PRD-AVIA-1» ………………………………..   4200=00 рублей.

Передатчик «PRD-AVIA-2».

Краткие технические характеристики:

- Внешнее напряжение питания ………………………………..  12 В (от 9 В до 14 В)

- Потребление передатчика без камеры ………………………….  не более 200 мА

- Диапазон частот ………….………….. 8 выбираемых частоты диапазона 2400 МГц.

- Габаритные размеры ………………………………………... не более  68 Х 38 Х 16 мм

- Выход питающего напряжения на видеокамеру ….  + 12 В и равно внешнему питающему напряжению.

- Вес передатчика …………….………………………………………  не более   25 гр.

- Входные – выходные контакты передатчика …………………………… под винт

- Выходная мощность передатчика………………………………… + 20 дБм ( 100 мВт)

- Вид модуляции  ………………………………………………. линейная ЧМ – модуляция.

- Выходной разъем передатчика ……………………………………………….. вилка SMA

Контакты разъема для подключения:

№ 1 …………….  + 12 В  - питание видеокамеры

№ 2 …………….  Вход сигнала VIDEO от видеокамеры

№ 3 ……………..  «0» В  - для питания видеокамеры.

№ 4………………  Вход  от микрофона  AUDIO-1

№ 5 …………….   «0» В для внешних микрофонов (звуковых каналов)

№ 6 ………………  Вход от микрофона AUDIO-2

№ 7 ……………… «0» В внешнего питания.

№ 8 ……………… + 12 В внешнего питания. 

Стоимость передатчика «PRD-AVIA-2»………….…………………..   3500 рублей

Приемник «PRM-MINI-1».

 Краткие технические характеристики:

- Внешнее напряжение питания ………………………………..  12 В (от 9 В до 14 В)

- Потребление приемника …………………….………………………….  не более 360 мА

- Диапазон частот ………………….. 8 выбираемых частоты диапазона 2400 МГц.

- Габаритные размеры ………………………………………... не более  100 Х 50 Х 25 мм

- Вес приемника      …………………………………………………   не более     120 гр.

- Выходные контакты приемника ……………… штырьковый разъем «MONO», 3,5 мм

- Чувствительность приемника ……………………………..………не хуже      - 88 дБм

- Вид демодуляции    ………………………………………. линейная ЧМ – модуляция.

- Входной ВЧ разъем приемника  …………………………………………….. вилка SMA

Приемник имеет внутреннюю регулировку выходного сигнала VIDEO, что позволяет оптимизировать выходной видеосигнал по уровню.

Выходные разъемы:

№ 1 ……………. Выход видеоизображения (НЧ) на внешний монитор, видео очки.

№ 2 …………….  Выход AUDIO - 1.

№ 3 …………….. Выход AUDIO-2

№ 4……………… Внешнее питание + 12 В (центр).

Стоимость приемника  «PRD-MINI-1»……………………………..   4200=00 рублей

Двухканальный приемник  «PRM-MINI-2»

 Двухканальный приемник «PRM-MINI-2» обеспечивает одновременный прием двух каналов ВИДЕО и ЗВУКА от удаленных передатчиков. При подаче с выхода приемника  выходных видеосигналов на разные «экраны» в видео-очках возможно обеспечение условия объемного видеоизображения для оператора или авиамоделиста при условии оптимального расположения удаленных видеокамер на некотором расстоянии друг от друга и направленных на один и тот же объект или на одну и ту же панораму. За счет некоторого разноса в пространстве видеокамер у оператора возникает объемное изображение и оператор (авиамоделист) может иметь возможность определения ориентировочного расстояния в панорамном изображении.

Двухканальный приемник содержит два независимых приемника сигналов по радиоканалу связи, встроенные видео усилители выходных видеосигналов, выходы каналов звукового сопровождения, а так же СВЧ – схему, обеспечивающую прием сигналов на разнесенные в пространстве две приемные антенны.

Возможность приема радиочастотных сигналов на две разнесенные в пространстве приемные антенны обеспечивает более уверенный прием сигналов от удаленных видео передатчиков в условиях постоянного их перемещения в пространстве.

   Краткие технические характеристики двухканального приемника «PRM-MINI-2».

1.     Габаритные размеры корпуса приемника ……………………  157 Х 95 Х 51 мм

2.     Внешнее питание ………………………………………….          + 12 В /  0.8 А

3.   Входные СВЧ – разъемы …………………………………            вилка SMA

3.     Чувствительность приемника ………………………………  не хуже   - 88 дБм

4.     Выход сигналов ВИДЕО………………………………………..                  2

5.     Выход сигналов АУДИО ……………………………………….                 4

6.     Количество рабочих радиочастот (всего)……………………                    8

7.     Регулировка выходных сигналов ВИДЕО……………………. ЕСТЬ, независимая

9.     Регулировка выходных сигналов АУДИО ……………………                НЕТ

Расположение выходных разъемов приемника (слева направо)

1.      Выход «ВИДЕО – 1»

2.     Выход «АУДИО – 1-1»

3.     Выход «АУДИО 1-2»

4.     Выход «ВИДЕО – 2»

5.     Выход АУДИО 2-1»

6.     Выход АУДИО 2-2»

7.     Вход питающего напряжения + 12 В.

Стоимость приемника «PRM-MINI2»…………………………………….    8000 рублей

Фильтр «ФНЧ -АВИА»  (Fср < 600 МГц)

       Достаточно большое количество авиамоделей управляется системой ДУ в частотном диапазоне до 100 МГц.  Авиамодель имеет достаточно малые размеры для необходимого  разноса приемных и передающих антенн. И если на авиамодели установлена система дистанционного управления  с рабочей частотой 27 МГц, 40 МГц или (возможны и такие варианты) 430 МГц,  то при установке на авиамодель системы передачи видеоизображения с рабочей радиочастотой 2400 МГц на корпусе самолета оказываются в непосредственной близости  передающая антенна, с рабочей радиочастотой 2400 МГц,  и приемная антенна, рабочей радиочастотой 40 МГц. Электромагнитное поле, которое излучает непрерывно передающая антенна с радиочастотой 2400 МГц будет попадать и на вход приемника команд управления авиамоделью. В результате чего на входе приемника команд управления авиамоделью отношение Сигнал / Шум резко снижается. Это приводит к тому, что и чувствительность приемника команд управления так же снизится. Любой приемник характеризуется своей чувствительностью, например – 105 дБм,  при условии  превышения уровня полезного сигнала над уровнем собственных шумов входного каскада приемника и внешних помех на определенный уровень (в дБ). Достаточно сильное влияние уровня внешней помехи может привести к тому, что входные каскады приемника дистанционного управления могут войти в нелинейный режим работы. Все эти факторы приводят к уменьшению дальности радиосвязи, сбоям в системе дистанционного управления.

      Для устранения влияния передатчика системы дистанционного видеонаблюдения на систему дистанционного управления авиамоделью необходимо между приемной антенной команд управления и приемником установить фильтр ФНЧ, который обеспечит подавление сигналов от передатчика видеосигнала.  Желательный уровень подавления должен составлять не менее -40… -50 дБ.  Сам приемник команд управления желательно заключить в экран, сделанный из тонкой металлической фольги, что так же снизит влияние на каскады приемника внешних радиочастотных помех.

Стоимость фильтра……………………………………………………………   600=00 рублей

Входной – выходной разъемы ……………………………………………………SMA

Вес фильтра ……………………………………………………………………. не более 20 гр.      

      По желанию авиамоделиста  приемная антенна может применяться с разными угловыми значениями ее диаграммы направленности.

     Установка антенн на авиамодели – здесь