Que importante es el alcance de nuestras antenas, muchas veces puedes escuchar que la gente dice que, la antena de mayor ganancia tiene un mayor alcance, ¡pero no te lo creas todo! Las antenas no amplifican las señales de radio, sino que simplemente cambian el patrón de radiación, que es una relación de pérdida/ganancia, entre cobertura y rango. La ganancia de antena es el reflejo del rango máximo que puede obtener.

Es muy parecido a los micrófonos y sus diagramas polares de captación, en este caso para las antenas se trata de diagrama polar de trasmisión y recepción, de esta manera en nuestro caso y mundo FPV podemos tener antenas omnidireccionales, direccionales y bipolares.

Las antenas omnidireccionales tienen una ganancia baja entre 0dB y 3dB, y pueden emitir y recibir señales de manera uniforme en casi todas las direcciones, tienes que imaginarte la señal como si fuera un donut gordo colocado en el punto central de la antena.

Luego están las antenas direccionales, que enfocan su señal en una dirección para lograr un mayor alcance y, por lo tanto, tienen ganancias mucho más altas.

Si no sabes absolutamente nada de antenas FPV, te recomiendo encarecidamente que visites esta paguina:

 

forma donut diagrama polar

🚀¿Cómo aumentar el alcance en antena FPV?

Normalmente, existen 2 formas de aumentar el alcance de tu sistema de FPV, aumentar la potencia del transmisor de video y/o usar antenas de mayor ganancia.

Como aficionados a este mundo de drones, deberíamos evitar el aumentar exageradamente la potencia del transmisor de video para lograr un mayor alcance, simplemente porque podría no ser legal, consumirá más energía, generará más calor y le tocaremos los XXX a nuestros compañeros de vuelo.

Antes de aumentar la potencia, ten presente el cambiar, actualizar y mejorar tus antenas FPV, tanto en transmisión como recepción para conseguir un mayor alcance y mejor recepción.

☝¿Qué es ganancia de una antena?

Como hemos dicho antes, las antenas no aumenta la ganancia, la ganancia de una antena podríamos decir que viene dada por la forma que refleja su propia señal, es un poco raro pero con este ejemplo lo entenderás.

Si montamos una bombilla sobre un portalámparas y esta la dejamos encima de la mesa, podemos ver que la luz se irradia igual por todas partes, peso si ponemos un espejo detrás, vemos que ya no está radiando igual, sino hacia delante.

Por lo que sí ha esta bombilla la metemos dentro de un reflector aumentamos muchísimo más el haz de luz, esto es la ganancia del reflector, esto es lo que sucede con las antenas.

alcance antenas fpv

La ganancia de antena es la medida de la potencia de la antena en decibeles (dB), que es igual a 10*log (Pout/Pin).

No te preocupes, solo recuerda que cuanto mayor es la ganancia, más direccional es una antena, más amplitud, más ancho de haz.

Cada aumento de 6 dB en la ganancia de la antena, en teoría, debe duplicar el rango. Sin embargo, como se mencionó, las antenas direccionales no son amplificadores. Solo está enfocando toda la energía en un haz más estrecho.

Otro ejemplo para entenderlo bien seria como el de un globo lleno de agua.

El volumen es la potencia total de su VTX, y no cambia, no importa lo que hagas con él, siempre tiene la misma cantidad de agua.

antena_lineal_fpv_vtx

Al utilizar una antena de diferente ganancia y patrón de radiación, simplemente cambia la forma del globo. El globo puede volverse más largo, pero el ancho se hace más estrecho, por lo que el volumen total sigue siendo el mismo.

Aunque la recepción de la señal se vuelve más estrecha con el aumento de la ganancia de antena, una técnica común es utilizar un receptor de diversidad. Permite que dos antenas trabajen juntas, comprobando constantemente la potencia de la señal de cada antena y eligiendo la que tenga la señal más fuerte. De esta manera tenemos un alcance más largo y una cobertura más amplia.

🎯 Patrón de radiación

Para que entiendas las gráficas y los diagramas polares, esta imagen te ayudara encarecidamente a entender de donde y como se hacen las gráficas.

Cada antena tiene un patrón de radiación diferente, y puede ver claramente el efecto de la ganancia de antena en estos ejemplos.

3D diagrama polar alcance

Patrón Isotrópico

Este patrón de radiación es de la antena isotrópica, esta es una hipotética antena con una radiación uniformemente perfecta a una ganancia de 0db. Esta esfera casi perfecta es tanto en el eje vertical como en el horizontal. Esta hipotética radiación es la que se usa para el cálculo de la ganancia.

Patrón Omnidireccional

Esta es la típica antena wifi 3dB omnidireccional estándar. Observa que tiene una pérdida de señal significativa en la parte superior e inferior (90/270 grados). Este patrón de radiación se aplica de forma muy similar a la mayoría de las antenas omnidireccionales FPV que existen, como la pagoda, TBS, etc.

alcance y diagrama polar antenas fpv

Patrón direccional

Y aquí tenemos una antena direccional de 8dB (una antena parche). Como puedes ver, la mayoría de las señales están enfocadas en una dirección a la derecha, 0 grados, tal como esperábamos de una antena direccional.

Y como hemos dicho que la energía en el diagrama se tiene que  repartir o enfocar como si de una linterna se tratara, no estamos recibiendo casi señal en la dirección de 180 grados.

alcance antenas fpv

Conclusión

Es una práctica común utilizar una antena omnidireccional y una antena direccional juntas en un receptor de diversidad. Apunta siempre la antena direccional hacia tu dron o en su defecto hacia la zona donde más rato estés volando, para que pueda obtener un buen alcance.

Porque si decides volar detrás o fuera de esa zona, todavía estarás cubierto por la antena omnidireccional y hará que no pierdas señal de video.

 

 

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