Porównanie anten na 433Mhz (70cm)

[mateusz_f]

Ciekawostka:

anteny2.jpg (1.26 MiB) Przejrzano 3068 razy

Porównałem praktyczną skuteczność różnych antent. Do nadajnika rakiety (LoRa E22 400M30S) podpinałem różne anteny, przy zachowaniu niezmienionej lokalizacji nadajnika i odbiornika, jak również rzecz jasna parametrów nadawania i odbioru. Po stronie odbiorczej była krótka antena od Baofenga 888s, na module RA-02.

Poniżej podaję porównawczo moce otrzymanych sygnałów:
1) dipol własnej konstrukcji z drutu ze skrętki CAT5, (słabo zestrojony z uwagi na brak przejściówki UFL do nanoVNA): -33dBm (0.0005mW)
2) dipol z drutu miedzianego 1mm, dobrze zestrojony: -26dBm (0.0025mW)
3) antena "noname", fabrycznie dostałem ją z jakąś Lorą, 11cm długości: -27dBm (0.0020mW)
4) podróbka Diamond SRH805S z gładką podstawą: -28dBm (0.0016mW)
5) podróbka Diamond SRH805S z moletowaną podstawą: -28dBm (0.0016mW)
6) antena od Baofeng 888s: -29dBm (0.0013mW)
7) Yagi ATK-5, ustawiona w kierunku odbiornika: -21dBm (0.0079mW)

Wszystkie anteny ustawione na najgorszy przypadek, tzn. poziomo, 90deg względem polaryzacji anteny odbiornika.

Na analizatorze antenowym NanoVNA anteny 3-6 stroją dobrze o ile pracują w warunkach, do jakich zostały zaprojektowane, tzn. o ile mają pole masy pod sobą - zakłada się, że są zamontowane na ręcznych radiach a ręka użytkownika tworzy masę pod anteną. W momencie kiedy rzuci się je "luzem" - a więc tak, jak w rakiecie, SWR zachowuje się bardzo chaotycznie i nieprzewidywalnie. Dipole raz zestrojone stroją dobrze w każdej pozycji, mają natomiast inne wady - są długie (ok 35cm) i ich charakterystyka kierunkowa jest bardzo zmienna, tzn. w różnych kierunkach promieniują różną moc.

Yagi będzie ciężko wpakować w rurkę o średnicy wewnętrznej 34mm, więc spróbuję użyć dipola, mimo jego wad. Zobaczymy czy się zmieści.

A Wy jakie macie doświadczenia z antenami do LoRy?

Pozdrawiam
Mateusz
ps. Banana nie miałem, musi wystarczyć mandarynka

[-mx-]

Samo użycie częstotliwości 433MHZ do rakiety to bardzo mocno poroniony pomysł. Twoje testy też nic nie dały za wyjątkiem zamieszania. Trzeba pamiętać o charakterystykach anten i położeniu rakiety z anteną względem odbiornika. Temat jest na tyle trudny, ze względu na wymiary anten, że nie ma prawidłowego dobrego rozwiązania. Jest tylko mniej złe.

[mateusz_f]

>Samo użycie częstotliwości 433MHZ do rakiety to bardzo mocno poroniony pomysł

Tu się zgodzę.

>Twoje testy też nic nie dały za wyjątkiem zamieszania. Trzeba pamiętać o charakterystykach anten i położeniu rakiety z anteną względem odbiornika.

A tu nie. O charakterystykach anten pamiętam, ale chętnie przeczytam o bardziej miarodajnym teście wykonanym przez Ciebie - temat ma na celu wywołanie konstruktywnej dyskusji i doprowadzenie do wyłonienia najmniej złego rozwiązania o którym piszesz. Zaproponuj lepszy test - uśrednianie z różnych pozycji anten względem siebie?

[mateusz_f]

Co do pasma, to przejrzałem jeszcze dostępne moduły LoRa i szczerze powiedziawszy nie znalazłem modułów z tą modulacją do pracy w wyższych pasmach z mocami powyżej ISM w pasmach amatorskich.

Jakich modułów na jakich częstotliwościach używasz u siebie i z jakimi mocami?

Pozdrawiam
Mateusz

[bartosz]

Dlaczego Twoim zdaniem wybór LoRa na 433MHz nie jest najszczęśliwszym rozwiązaniem?

[mateusz_f]

Cześć.

>Dlaczego Twoim zdaniem wybór LoRa na 433MHz nie jest najszczęśliwszym rozwiązaniem?

Czekałem na odpowiedź kolegi -mx-, ale ponieważ póki co jej nie ma, odpiszę ja.

Zgadzam się z Kolegą -mx-, o czym pisał w innym wątku, że dla pasma 70cm (433Mhz) anteny muszą być większe niż dla pasm o wyższych częstotliwości. Zgadzam się też, że w tym paśmie jest sporo zakłóceń. Zgadzam się też, że w innych pasmach ISM można użyć legalnie większych mocy. Natomiast generalna zasada jest taka, że im dłuższa fala, tym większy zasięg.

Jeśli chodzi o modulację LoRa, to należałoby podzielić analizę na trzy przypadki:

1) w paśmie ISM - wersja dla każdego użytkownika - praca bez pozwolenia radioamatorskiego, w otwartym paśmie tzw. ISM, które podlega ograniczeniom podanym w przepisach. W baardzo dużym uproszczeniu:
a) 433.050 MHz - 434.790 MHz - nie wchodząc w detale, maksymalna moc 10mW
b) 868,000 MHz - 870,000 MHz - 500mW (!)
c) 2.400,0 - 2.483,5 MHz - 10mW

Szczegóły: https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/downl ... 111122.pdf
Wyciąg: https://pfmrc.eu/topic/2697-wazne-zanim ... rzeczytaj/

Utarło się wśród użytkowników, że pasmo 868Mhz jest lepsze, a to dlatego, że dopuszcza wyższe moce nadawania (odpowiednio 25 i 500 mW).
Niestety, prawda jest taka, że żadnego z naszych radyjek nie można legalnie używać w paśmie ISM, nawet jeśli zaprogramujecie je - tak jak to jest zrobione w trackerze PTR czy będzie zrobione w komputerze PTR - tak, aby parametry nadawania się mieściły w wymaganiach rozporządzenia. "Dlaczego?!" - zapytacie oburzeni. Ano dlatego, że urządzenie ISM musi przejść ocenę zgodności i dostać oznakowanie CE.

Nie mniej jednak, w przypadku stosowania się do ograniczeń ISM rzeczywiście pasmo 868Mhz wydaje się lepsze od 433Mhz. Mniejsze anteny, dużo większe moce dopuszczalne.

2) w pasmach radioamatorskich - dla osób posiadających pozwolenie radiowe
Tu już mamy dużo większe możliwości - możemy podłączać do radia w rakiecie nawet wzmacniacz 5W i to legalnie, o ile oczywiście spełnimy miliard innych wymagań. I tutaj w paśmie radioamatorskim 70cm (430-440Mhz) można już poszaleć, ale świadomie, bo wysyłając na wysokość 1000m rakietę siejącą 125kHz na wejściach pobliskich przemienników można już sporo namieszać.

3) UNLIS - czyli nie mamy pozwolenia i nadajemy wedle uznania. Jeśli mamy trochę oleju w głowie, to nadajemy w pasmach radioamatorskich, w częstotliwościach przeznaczonych dla LoRy, z racjonalnymi mocami (<5W), przez krótki czas lotu rakiety.

Dla dwóch ostatnich przypadków wydaje mi się, że pasmo 70cm jest (poza minusem "dużych" anten) bezkonkurencyjne.

A jakie jest Wasze zdanie/doświadczenia?

Pozdrawiam
Mateusz

[Bdabrowski]

A Wy jakie macie doświadczenia z antenami do LoRy?

Przekopiuję tu za i przeciw, które zostały podane przy projektowaniu KPPTR:

• 433 (70cm):
  - popularne pasmo
  - dużo dostępnych anten
  - duży ruch w eterze
  - sporo słabej jakości modułów na tym nadaje i sieje zakłócenia
  - można legalnie stosować moduły 1W
  
  868:
  - trochę mniej popularne pasmo
  - anteny są 2x mniejsze
  - mniejszy zasięg
  - nie można legalnie stosować modułów 1W

Co do CE, to teoretycznie same moduły radiowe mają CE tylko całe złożenie już nie.
Jak się przekonaliśmy na tegorocznym FMie, pasmo 433 sprawdza się bardzo dobrze a rozmiar anteny (w tym przypadku na trackerach) nie był w zasadzie problemem. Zresztą powstała też wersja tego urządzenia na 868 i amerykańskie 915.

Jeżeli by to ode mnie zależało to 868 bym zostawił bardziej do komunikacji naziemnej, sam mam postawioną komunikację wyrzutnia -> stacja naziemna na Lorze 868 (ze względu na chęć ominięcia trackerów na 433) więc im mniej zakłóceń tym lepiej.

[mateusz_f]

Dziękuję za głosw dyskusji

- można legalnie stosować moduły 1W]

Ale rozumiem, że nie w ramach ISM?

Mateusz

[-mx-]

Bdabrowski

Właściwie to cały twój wpis nie ma potwierdzenia w prawie. Dostałeś rzetelne dane w poprzednich postach. 1W mocy nie jest dozwolony na żadnym paśmie. Na 433 masz 10 mW a na 868 500mW. Pasmo 433 czy 868 w miejscach startu rakiet nie jest zajęte wogóle.
Ale i tak nikt tego nie sprawdza i jak będziesz nadawał z mocą nawet 5W nikogo nie będzie to obchodzić dopóki notorycznie nie będziesz zakłócał pasma i ktoś tego nie zgłosi. A jak przeskanujesz pasmo 915MHz to okaże się, że od 900 do 912 pasmo jest puste. Nikt się nawet nie zorientuje, że na nim nadajesz.
Jeżeli chodzi o CE to sprawdź kto je wystawia.

A tak naprawdę chodzi o wielkość anten. Na 433 są to bardzo duże anteny i problemem jest ich prawidłowe zamocowanie na rakiecie. Z tymi na ziemi nie ma problemu bo miejsca jest sporo. Na rakiecie w grę wchodzą tylko monopole a te jak wiadomo są bardzo niestabilne. W teorii jpole byłoby najlepsze ale jak tu na rakiecie umieścić dodatkowe 50cm kabla.

Właśnie wpadłem na pomysł jakie mogły by być anteny na 433 w rakiecie. Chodzi mi po głowie helical ale najpierw trzeba ją policzyć a potem i tak dopasowywać do konkretnej średnicy rakiety. Czyli bez sprzętu będzie to trudne do zrealizowania. Najlepsze byłyby w rakiecie podwójne dipole na 2,4GHz. ale to też trzeba policzyć i przetestować.

[lagozaur]

Nie przesadzałbym z tą wielkością anten, można kupić małe. Te co wysyłałem razem z trackerem miały z 4cm długości, a FM2023 pokazał że montaż czegoś takiego w rakiecie nie jest problemem. Modele początkujących i zaawansowałych bez problemu miały zainstalowane nadajniki na 433. Mam sprzęt i oprogramowanie żeby dodatkowo dostroić taką antenę do trackera, ale sprawdza się tak dobrze że nie ma za bardzo sensu. Na meteorze mieliśmy sporo tych urządzeń wszystkie na 1 częstotliwości. Wszystkie nadawały 10mW i 1 centralna stacja wszystko odbierała, nawet jak jedna się rozbiła na drugim końcu pustyni. Tutaj link do tej anteny, niebawem wróci do TME https://www.tme.eu/pl/details/433m-ant4 ... -passives/

Co do samego pasma, to szerokopasmową wersja trackera na 868/US915 zrobiłem, ale nie będe tego produkował bo u nas każdy wybierze 433 ze względu na koszt, prostotę i niezawodność.