Ретранслятори і затухання сигналу при відльоті на дистанцію більше 10 км.

Передача радіосигналу на великі відстані супроводжується його затуханням, що впливає на якість зв’язку та стабільність передачі даних. Це особливо важливо для безпілотних літальних апаратів (БпЛА), які працюють на відстанях понад 10 км. У цій статті ми розглянемо фізичні принципи затухання сигналу, формули розрахунку його втрат, а також методи компенсації цього ефекту за допомогою ретрансляторів, зокрема нашого модульного ретранслятора AR-V2.

Фізика затухання сигналу

Затухання сигналу визначається його проходженням через простір та впливом різних чинників, таких як розсіювання, поглинання та відбиття. Одним з основних законів, що описують втрати потужності сигналу, є рівняння вільного простору:

L (dB) = 20 log₁₀ (d) + 20 log₁₀ (f) + 20 log₁₀ (4π/c)

де:

• L (dB) – загальні втрати сигналу в децибелах,
• d – відстань між передавачем і приймачем (у метрах),
• f – частота сигналу (у герцах),
• c – швидкість світла (приблизно м/с).

Ця формула демонструє, що втрати сигналу експоненційно зростають із відстанню та частотою. Наприклад, для частоти 1,2 ГГц і відстані 10 км втрати становитимуть приблизно 100 дБ. Це означає, що без потрібного підсилення сигнал може повністю зникнути.

Залежність сигналу від потужності передавача

Щоб забезпечити стабільний зв’язок на великі відстані, необхідно правильно налаштувати потужність передавача. Ефективність передачі сигналу визначається рівнянням балансу потужності:

P _r = P _t + G _t + G _r – L

де:

• P _r – потужність сигналу на приймачі (у дБм),
• P _t – потужність передавача (у дБм),
• G _t– коефіцієнт підсилення антени передавача (у дБ),
• G _r – коефіцієнт підсилення антени приймача (у дБ),
• L – загальні втрати сигналу (у дБ).

Для стабільного зв’язку необхідно, щоб P _r (потужність сигналу на приймачі) перевищував поріг чутливості приймача. Якщо, наприклад, чутливість приймача становить -90 дБм, то, враховуючи втрати L, можна обчислити мінімально необхідну потужність передавача.

Використання ретрансляторів для подолання втрат сигналу

Ретранслятори є ключовими елементами для компенсації втрат сигналу на великих відстанях. Вони працюють за принципом прийому ослабленого сигналу, його підсилення та подальшої передачі без значних втрат, дозволяють значно розширити зону стабільного зв’язку, оскільки можуть бути розміщені на оптимальній висоті або в точках з найкращими умовами прийому і передачі сигналу. Завдяки цьому можна уникнути проблем, пов’язаних із загасанням сигналу через рельєф місцевості або інші природні перешкоди. Наприклад, у гірській місцевості або в умовах міської забудови ретранслятор дозволяє мінімізувати втрати сигналу, спричинені відбиттям, поглинанням та розсіюванням хвиль. Це особливо важливо для FPV-дронів та БпЛА, що виконують завдання у складних умовах, таких як військові операції чи довготривалі розвідувальні місії.

Наш модульний ретранслятор AR-V2 розроблений спеціально для покращення зв’язку на великих дистанціях. Його ключові особливості:

• підтримка роботи з різними частотними діапазонами та протоколами,
• змінні антени для оптимізації якості сигналу,
• модульна конструкція, що дозволяє легко адаптувати пристрій до конкретних завдань та за потреби швидко замінювати комплектуючі,
• мала вага, що забезпечує можливість установки на широкий спектр повітряних платформ.

Докладніше про AR-V2 та можливість замовлення.

Додаткові фактори, що впливають на передачу сигналу

Окрім втрат у вільному просторі, є ще низка чинників, які можуть впливати на якість сигналу:

1. Атмосферне поглинання – вологість, дощ та інші атмосферні умови можуть спричинити додаткове послаблення сигналу, особливо на високих частотах.
2. Рельєф місцевості – перешкоди у вигляді пагорбів, будівель або лісу можуть значно знизити ефективність сигналу або спричинити багатопроменеве поширення.
3. Інтерференція – вплив інших радіосигналів може спричинити зашумлення каналу та зниження рівня отриманого сигналу.
4. Якість антен – використання високоякісних антен з оптимальним спрямуванням може суттєво зменшити втрати сигналу та покращити прийом.

Практичні поради для покращення зв’язку

• Використовуйте ретранслятори, якщо ваш дрон або інший пристрій працює на дистанції понад 10 км.
• Оптимізуйте направлення антен передавача та приймача, щоб мінімізувати втрати сигналу.
• Обирайте частоти з меншим атмосферним поглинанням для дальніх дистанцій (наприклад, 900 МГц або 1,2 ГГц замість 5,8 ГГц).
• Використовуйте високочутливі приймачі з низьким порогом шуму.

Висновки

Затухання сигналу є визначальним фактором при передачі даних на великі відстані. Його можна ефективно компенсувати шляхом збільшення потужності передавача, покращення антенних систем та використання ретрансляторів. Оптимальним рішенням для FPV-дронів і БпЛА, що працюють на дистанціях понад 10 км, є застосування ретранслятора AR-V2, який гарантує стабільний і якісний зв’язок навіть у складних умовах.

Замовте AR-V2 зараз і отримайте перевагу в далекому зв’язку!