Доставка оборудования по Москве и Московской области по согласованию с заказчиком

 

 

Полезная информация:

 

Расчетные параметры дальности полета радиоуправляемых моделей.

 

Радиоуправляемые модели самолетов, вертолетов давно вошли в жизнь многих авиамоделистов достаточно прочно и надолго. Овладеть техникой дистанционного управления радиоуправляемой моделью самолета или вертолета и затем наслаждаться ее полетом в небе доставляет удовольствие как для самого авиамоделиста, так и для окружающих. Как отмечают сами авиамоделисты, управление радиоуправляемым самолетом несколько легче, чем управление радиоуправляемым вертолетом. Но удовольствие можно получать и от радиоуправления как моделью самолета, так и от радиоуправления моделью вертолета, поскольку авиамоделист в какой то мере чувствует себя пилотом управляемой модели. 

Но одно дело смотреть как твоя авиамодель самолета или авиамодель вертолета выполняет те или иные фигуры летного пилотажа или просто совершает полет в вышине, но совсем другое дело, когда Вы можете виртуально перенестись на борт твоей радиоуправляемой модели. Одев видео очки и подключив к ним беспроводной приемник сигнала от видеокамеры, установленной на борту твоей радиоуправляемой модели самолета или вертолета, Вы виртуально переноситесь на борт своей радиоуправляемой модели и уже с высоты птичьего полета видишь окружающую местность, визуально ощущаешь скорость полета, виражи.  Но, очутившись виртуально на борту своей радиоуправляемой модели,  Вы теряете визуальную связь от точки управления авиамоделью и самой радиоуправляемой моделью самолета или радиоуправляемого вертолета.  А при потере прямой визуальной связи между  местом управления авиамоделью и ее нахождением в небе, Вы уже даже приблизительно не можете оценить расстояние от вашего местоположения и самой радиоуправляемой моделью. А потеря связи между Вашим пультом управления и приемной антенной радиоуправления установленной на Вашей управляемой модели грозит тем, что Вы можете просто потерять Вашу радиоуправляемую модель самолета или вертолета. Оптимальным решением данной проблемы может быть метод двух человек – один в стандартном режиме с визуальным контактом авиамодели производит действа по ее управлению, а второй человек наслаждается видом окрестностей с высоты птичьего полета от видеокамеры, установленной на борту авиамодели. Затем авиамоделисты  меняются местами. Или при управлении моделью самолета и вертолета должен всегда присутствовать второй авиамоделист и корректировать управление авиамоделью того, кто ей управляет надев видео очки. Такой метод поможет сохранить Вашу радиоуправляемую модель самолета или радиоуправляемого вертолета.

 К сожалению многие производители систем радиоуправления моделями самолетов, вертолетов в своих описаниях большее значение уделяют тем или иным электромеханическим параметрам данной системе радиоуправления моделью, но практически совершенно ни чего не пишут о параметрах радиотракта данной системы радиоуправления моделью.  Известные фирмы как FUTABA, WELY, WFT  и многие другие сообщают достаточно важные параметры по аппаратуре радиоуправления и рабочую радиочастоту, но не сообщают о КСВ приемной и передающей антенн, мощности передатчика радиоуправления и чувствительности приемника радиоуправления.  По крайней мере на сайтах, которые рекламируют продукцию или системы радиоуправления авиамоделями, такую информацию найти сложно. В информации по аппаратуре WFT 09S указано, что мощность передатчика составляет 100 мВт, частотный диапазон 2400 МГц. Но о КСВ антенн, чувствительности приемника информация отсутствует.  Возможно, что  данная информация есть в технической документации, которая предоставляется покупателю при покупке той или иной системы, но на сайтах магазинов в разделах технических характеристик той или иной системы радиоуправления моделями самолетов или вертолетов данные параметры отсутствуют. Многие приемники телеметрических сигналов от пульта дистанционного управления авиамоделями оснащены уже встроенной и жестко закрепленной антенной. Но ни где не указывается диаграмма направленности той или иной антенны и угловые параметры данной диаграммы направленности как по горизонтали, так и по вертикали.  Для радиоуправляемых моделей, как правило, используются антенны с круговой диаграммой направленности,  но достаточно важно знать и вертикальные углы диаграммы направленности антенны как передающей, так и приемной. А получить диаграмму направленности в виде полусферы достаточно трудно и особенно в частотном диапазоне 40 мГц или 27 мГц в котором используются в качестве приемных антенн антенны в виде ферритового основания с некой намотанной катушкой на него.  Производители оборудования для радиоуправления моделями самолетов или вертолетов, как правило, указывают ориентировочные дальности возможного радиоуправления моделью самолета или вертолета с установленных на них той или иной системы радиоуправления и только.  

Параметр КСВ – достаточно важный параметр для расчета дальности радиотракта, который характеризует, если можно так выразиться, коэффициент согласованности между выходном передатчика и антенной. Идеально КСВ должно быть равным 1.  Но таких антенн практически не существует.  Считается оптимально настроенной антенной, если ее КСВ на рабочей радиочастоте равно от 1,2  до 1,8. Средний показатель нормально настроенной антенны равен 1,3… 1,6.   Если КСВ = 2, то так же считается, что выходная мощность передатчика уже на антенне теряется на 10%, если КСВ = 3, то теряемая мощность составляет уже 20 %.  Большое значение параметра КСВ антенны (Коэффициент стоячей волны) характеризует и то, что выходной сигнал передатчика, отраженный от несогласованной антенны, возвращается на выходной каскад передатчика.  Это может приводить к тому, что передатчик будет работать в нестандартном (не в расчетном) режиме и может выйти из строя. А параметры дальности связи между приемной и передающей антеннами из-за высоких значений КСВ резко уменьшаются от расчетных параметров по дальности связи.  

Хочу обратить внимание авиамоделистом, которые увлекаются радиоуправляемыми самолетами или радиоуправляемыми вертолетами, на то – как высоко и далеко летать. Эти параметры полета – как высоко и далеко летать – как ни странно связаны между собой и вот почему. Обеспечение устойчивой радиосвязи между приемной и передающей антеннами обеспечивается при двух основных условиях, а именно:

      1.  Энергетический запас в радиолинии связи должен составлять порядка + 10…15 дБ. И это очень важно в особенности для подвижных систем радиосвязи. В достаточно серьезных системах этот энергетический запас в линии связи берут  равным + 20…+ 25 дБ. Что это такое? – Это превышение уровня полезного сигнала над уровнем чувствительности приемника. Модель находится в полете, диаграмма направленности ее приемной антенны постоянно меняется, диаграмма направленности антенны расположенный на пульте радиоуправления в руках авиамоделиста и так же постоянно меняется.  По этому, энергетический запас сигнала в радиолинии на уровне + 15… + 20 дБ достаточно обоснован.

     2. На приемную антенну поступают как прямые радиоволны от передающей антенны, так и отраженные радиоволны от поверхности земли. Сложение этих радиоволн на приемной антенне ни к чему хорошему не приводят. Что происходит на приемной антенне более – менее достаточно хорошо показано на странице нашего сайта  по адресу http://www.v-t-s.ru/inf_ant.htm.   Радиоуправляемая авиамодель самолета или вертолета  находится в воздухе на некотором расстоянии от земной поверхности, а вторая антенна находится в 1 … 1.5 метров от земной поверхности. Для обеспечения устойчивой радиосвязи между антеннами надо учитывать высоту подъема антенн с учетом эллипсоида Френеля и с учетом того, что одна антенна находится на земле, а вторая «подвешена» в воздухе на некотором расстоянии от земной поверхности.    

Ориентировочный расчет высоты нахождения радиоуправляемой модели в зависимости от дальности по уровню земли  между  передающей и приемной антеннами так же зависит и от рабочей радиочастоты, например:

- Рабочая радиочастота аппаратуры  40 МГц:

Дальность   500 метров …………………………… высота полета не ниже  40 метров

Дальность 1000 метров ………………………….. высота полета не ниже  80 метров

Дальность 2000 метров ………………………….. высота полета не ниже  120 метров.

- Рабочая частота аппаратуры 2400 МГц:

Дальность полета   500 метров …………………..  высота полета не ниже  8 метров

Дальность полета  1000 метров …………………..  высота полета не ниже  12 метров

Дальность полета  2000 метров …………………..  высота полета не ниже  20 метров.

 При этих условиях высоты полета Вашей авиамодели  будет выполняться условие наименьшего влияния на приемную антенну отраженных радиосигналов передающей антенны от земной поверхности и будет сохраняться высокая стабильность радиосвязи.   

 К сожалению многие разработчики и изготовители радиоаппаратуры не указывают параметры передатчиков, приемников и антенн в составе той или иной аппаратуры и произвести расчет дальности радиосвязи между пультом радиоуправления авиамоделью самолета или  авиамоделью вертолета авиамоделисту не представляется возможным.  Большинству авиамоделистов приходится принимать за основу параметры по дальности между пультом авиамоделиста и авиамодели , указанные в технических параметрах той или иной аппаратуры радиоуправления моделями.  Большинство производителей беспроводных систем управления пишут максимально возможную дальность радиосвязи, например 1000 метров и все. Где то мелким почерком (шрифтом) указано – максимальная дальность обеспечивается при оптимальных условиях радиосвязи  между пультом радиоуправления и  приемной антенной радио модели самолета или радио модели вертолета.  Скорее всего это означает, что указанная дальность радиосвязи  может быть при энергетическом запасе в радиолинии равном  -+0 дБ (минимальный уровень сигнала на входе приемника), и уровнем шумов в этом диапазоне частот не превышающим условно допустимый.  По этому, авиамоделисты чисто практически определяют максимально – возможную дальность управления полетом своей авиамодели. Не стоит забывать и о том, что указанная дальность радиосвязи – это дальность между приемной и передающей антеннами. И если у Вас дальность между антенной вашего пульта радиоуправления и приемной антенной авиамодели составляет 1000 метров, а модель по отношению к поверхности земли находится под углом 45 градусов, то дальность по «земле» между Вами и проекцией на землю от Вашей авиамодели составит всего 700 метров.   На многих форумах по радиоуправляемым авиамоделям можно прочесть, что радиоуправляемая модель с установленной на ней оборудованием такой то фирмы залетела за дом, но продолжала оставаться управляемой по радиоканалу управления.  В таких сообщениях ни чего удивительного нет.  Как правило передающая антенна пульта беспроводного управления,  управляющего авиамоделью самолета или вертолета, имеет круговую диаграмму направленности и приемная антенна установленной аппаратуры на авиамодели  так же имеет круговую диаграмму направленности. Чувствительность приемника команд управления достаточно высока. Залетев за дом или иное строение, приемник команд управления продолжает принимать сигналы управления как ослабленные (на ? дБ)  тем или иным препятствием (стена, дом, деревья), а так же и отраженные сигналы управления от соседних окружающих домов и строений в местах запуска модели. И если уровень этих сигналов будет выше уровня чувствительности приемника, ваша авиамодель будет оставаться управляемой.  Но в этом случае радиосвязь между вашим пультом управления и приемником авиамодели может быть потеряна в любой момент. Современная аппаратура радиоуправлением авиамоделями достаточно сложна и обеспечивает автоматическую настройку на другой канал связи при потере связи на установленной радиочастоте или при помехах на выбранной радиочастоте.  Для аппаратуры с радиоуправлением авиамоделями в диапазоне частот 2400 МГц шаг сетки частотных каналов составляет всего 1 МГц. При такой ширине частотного канала  скорость передачи управляющей информации может составлять 19, 38, 56 кБит/сек. Или можно сказать, что скорость передачи управляющей информации лежит в пределах 100 кГц.

 Многие авиамоделисты прониклись виртуальным обзором вида из кабины своей авиамодели на окружающую среду.  Для этого надо не очень много, а всего лишь установить на авиамодель вертолета или самолета неплохую цветную видеокамеру с углом обзора порядка 100 градусов и разрешением не хуже 480 - 520 линий.  Желательно хорошую оптику, а камера должна быть с автофокусом  и электронным затвором, который позволяет адаптировать принимаемое видеокамерой изображение по яркости. Поскольку авиамоделисты запускают, как правило,  авиамодели в дневное время, чувствительность  вашей видеокамеры может составлять от 1 лк и выше.   Надо подать на видеокамеру напряжение питания + 12 В, выход видеокамеры подключить в передатчику. Как правило, в Интернете такие видео передатчики называют «видеосендер».  Установить на авиамодель передающую антенну и соединить ее с видео передатчиком (видеосендер).  Подключить приемную антенну в видео приемнику (видео ресиверу), а выход видео приемника (видео ресивера) подключить к видео очкам. Запускайте вашу модель и наслаждайтесь видами окружающей местности с высоты птичьего полета.  Дальность передачи видеоизображения от вашей авиамодели на надетые на Вас или на  вашего  напарника видео очки будет составлять расчетную дальность связи. В качестве примера возьмем видео передатчик  (видеосендер)  «PRD-AVIA-1»  или «PRD-AVIA-2». В качестве приемника возьмем для примера видео приемник (видео ресивер) «PRM-MINI». Подробная техническая информация этих изделий находится по адресу в Интернете http://www.v-t-s.ru/avio.htm

 Выходная мощность видео передатчика равна  + 20 дБм. (100 мВт).

Чувствительность приемника равна – 88 дБм +0 -2 дБм.

Частотный диапазон 2400 МГц, 4-ре частотных каналов устанавливаемых на выбор. Полоса канала приблизительно равна 15 МГц.

Для надежности передачи видеоизображения (надежной связи между приемной и передающей антеннами) возьмем энергетический запас по мощности в линии связи равным + 15 дБ.  На авиамодели устанавливается передающая антенна с круговой диаграммной направленности. Передающая антенна устанавливается снизу фюзеляжа авиамодели  и на металлической площадке, служащей так называемым противовесом антенны.  Таким образом диаграмма распространения радиоволн будет иметь приблизительно полусферу с направлением на земную поверхность.

Если Вы поставите (примените) в качестве приемной антенны – антенну типа «волновой канал» и будите ее постоянно направлять на вашу летающую авиамодель самолета или вертолета, то дальность связи может составить:

- Приемная антенна с КНД = 14 дБ …………………………………………………..  до 1000 метров

- Приемная антенна с КНД = 17 дБ …………………………………………………..  до 1600 метров

- Приемная антенна с КНД = 21 дБ …………………………………………………..  до 3000 метров.

И эти расстояния по дальности связи с учетом взятого запаса по энергетике в тракте + 15 дБ. Если, например, взять энергетический запас в линии радиосвязи + 5 дБ ( уровень сигнала на приемной антенне будет больше на + 5 дБм, чем чувствительность приемника, то все максимальные расчетные расстояния приведенные выше увеличатся в 3 раза. 

Надеемся, что материал данного раздела поможет начинающим или не опытным авиамоделистам при определении оборудования и аппаратуры для радиоуправляемых авиамоделей самолетов и вертолетов.   Необходимо так же отметить, что лучше всего при выборе оборудования передачи видеоизображения от установленной на авиамодели видеокамеры в диапазоне радиочастот 2400 МГц, использовать радиооборудование для управления полетом авиамодели в частотном диапазоне 27 МГц ; 40 МГц. или 433 МГц.

Многие авиамоделисты пробуют управлять авиамоделью пользуясь только видео-очками  - осуществлять и взлет и посадку радиоуправляемой авиамодели. Это достаточно трудно, т.к. при установленной  на авиамодели одной видеокамеры авиамоделист получает  так называемое моно видеоизображение.  А  для успешного управления авиамоделью, конечно, необходимо объемное зрение или объемное видеоизображение.  Такое объемное видеоизображение можно получить установив на авиамодели две разнесенные видеокамеры и, соответственно, два видео передатчика («видеосендера»). Каждый передатчик настраивается на свою рабочую радиочастоту, а прием осуществляется на два приемника видеосигнала («видеорессивера»).  Проблема может заключаться в том как подать два видеосигнала от приемников на одно и второе «стекло» видео-очков.  Но этот технический вопрос, как пишут на форумах по авиамоделизму, тем или иным способом решается. Но применение двух разобщенных приемников видеосигнала не совсем удачное решение по принимаемым сигналам. В процессе полета модели  авиамодель самолета или вертолета совершает круговые или иные движения и геометрическое положение передающих антенн, установленных на авиамодели, постоянно меняется относительно приемных антенн.  Могут  происходить срывы принимаемого видеоизображения по одному, то по другому радиоканалу.  Это достаточно неприятное явление. Для устранения данного эффекта надо вести прием на две разнесенные по расстоянию друг от друга приемные антенны. Это позволит уменьшить, а иногда и полностью исключить, срывы принимаемого видеоизображения. Две разнесенные приемные антенны подключаются через СВЧ –сумматор сигналов и уже с выхода СВЧ – сумматора сигналов общий сигнал обоих каналов поступает на приемники. Таким образом в приеме любого сигнала (от одного и второго передатчика авиамодели) принимают «участие» две разнесенные антенны. Таким образом стабильность приема сигналов по радиоканалу улучшается.  В приемнике «PRD-MINI-2» установлены два СВЧ – разъема для подключения двух независимых антенн, СВЧ – сумматор сигналов от двух антенн, СВЧ – усилитель и СВЧ - разветвитель сигналов на два независимых приемника,  которые настроены на разные  радиочастоты приема видеоизображения.  В схеме СВЧ – усилителя стоит малошумящий СВЧ – усилитель, который компенсирует затухание сигналов в СВЧ- сумматоре и СВЧ – разветвителе.            

Если у Вас управление авиамоделью осуществляется в радиочастотном диапазоне 2400 МГц, а Вы решили поставить оборудование по передаче видеоизображения в частотном диапазоне 1200 МГц, то Вам надо между видео передатчиком (видеосендером) и передающей антенной установить фильтр, который бы отфильтровывал бы 2-ю гармонику  видео передатчика (видеосендера).  Хотя применение видео передатчиков (видеосендеров) в частотном диапазоне 1200 МГц является незаконным и тем более с выходной мощностью более 10 мВт.

       Успешных всем запусков и посадок ваших авиамоделей.