我的飞行

//———————–100mW 时期———————–

一直到2018-12,我仍在使用100mW的模块。

100mW模块更便宜,而且我也玩了一段时间天线,希望能在合适的天线的配合下达到理想的飞行距离。

2018-11  自由者飞翼 + 100mW收发 + Moxon发射天线 ==> 最远距离5.1km

2018-11  自由者飞翼 + 100mW收发 + 4单元八木天线 ==> 最远距离7.2km

2018-12 MiniTalon + 100mW收发 + 4单元八木天线 ==> 最远距离  7.1km

以上的最远距离下:

1.飞机依旧可以控制,但是有明显的丢包,高频头会有频繁的beep声。

2.由于我没有连接MissionPlaner,没法统计丢包率的统计。

3.飞机一旦有姿态角,信号会明显变差,说明此时信号的冗余度已经不够了。

场地

这个距离并不是我理想的结果,但是和国外玩家相比,他们动辄就可以驱车前往一望无际的草原或是农场;而我却生活在群山丘陵和城市楼房的包围中,飞行场地也给无线链路的性能带来了较大的影响。在之前7km的飞行中,我事先考察场地,计划航线,因为那块起飞地点,哪怕天线已经架到2m高,天线信号也只能从两排树木中间的间隙穿出去。而我的飞机必须骑着这窄窄的信号飞出去,并且保持10%的坡度爬升,才可以全程保持较为清爽的菲涅尔区。

天线

Moxon:适用范围最广的选择,它波束很宽,如果不是飞到背后的方向,不需要刻意的去瞄准飞机。

八木天线:除非拆开折叠,四单元八目天线已经没法塞进包里了;一部分功率被分配到无用的旁瓣上,效率较低;八木天线的波束很窄,需要较好的指向飞机才能有最佳的效果。最好配合天线追踪器使用。

综上,如果我不是为了测试系统的极限性能,我会选择Moxon而不是八木天线。

干扰

从OpenLRS时代走来,我一直怀疑是“喧闹”的机载设备恶化了接收机的信噪比并造成失控。

按照作者所述和论坛上用户的反馈来看,首先,ULRS的代码中的一部分特性让它有更好的抗噪声性能,另外,大部分用户都没有明显的证据表明某个或某些机载设备的干扰导致了失控。因此,作者的推论是,机载设备的干扰并没有某些人想象的那么严重,不至于明显的影响到飞行距离。除了一些已经被证实干扰严重的模块,例如Mobius和Naze32等等;其他模块,例如BEC、电调等等,还不至于产生UHF波段的噪声。

这方面本人也有一定的认识:假设我从一片荒地上起飞,我的高频头和天线架在三脚架顶端,显示屏、笔记本电脑、DVR和发射机都远离天线,那么可以说我的高频头是远离干扰的;再看飞机一边,偶极子天线装在一侧机翼的中间位置,机舱中堆放着APM、图传、OSD、UBEC等等“干扰源”,那么接收机可以说是处在一片干扰中的。在这种假设下,随着飞行距离的增加,我的上行信号会先淹没在机载设备的干扰中,而没法正确的解析并造成失控(RSSI断崖式下跌),而飞机的下行信号,因为我的地面站是清爽无污染的,依旧可以继续接收到来自飞机的信号直到飞机飞得更远。但是,从我个人观察来看,高频头的beep和接收机rssi急剧下降基本上是同步发生的,这也证实了,是某种因素“公平”的影响了上行和下行的数据流,这种因素来自第三方,是来自机载设备以外的东西。这种第三方因素可能是菲涅尔区,可能是信号受到的某种遮挡等等。

也就是说,在机载设备干扰以外,更需要从信号传输的途中来寻找制约飞行距离的原因。我不希望远距离飞行最终变成了某种捉鬼的玄学,而是因果关系清晰的科学。

//———————–1000mW 时期———————–

7km的有效距离对于续航40km的Mini-Talon来说已经远不能满足需要了。

2018年底,我决定从100mW的另类中解脱,重新拾起RFM23来获得更大的发射功率。

我使用四旋翼进行航线飞行,在同样的飞行路径下,3km内的信号比较如下图,收发均使用偶极子天线。

其中蓝色线是旧的100mW模块的表现,橙色线对应于新制作的1W模块。在前面的2km内,信号读数还不是那么有说服力,直到接近3km,1W模块基本可以比100mW模块高上10个dB。

2018-12 MiniTalon + 1000mW收发 +Moxon天线 ==> 最远距离  10km (最远处约7秒钟beep一次,仍旧可控,可以飞得更远。)

2019-7 MiniTalon + 1000mW收发 + 八木发射天线 ==> 最远距离 13.26km,没有丢包。

2020-7 自由者飞翼 + 1000mW收发 + 八木发射天线 ==> 最远距离15.9km,返程由于侧风影响,天线受到遮挡,三次触发GCS-FS