[Construction] Antenne V inversée pour télécommandes 2.4Ghz

[didier2702]

Bonjour,

Etant donné que ce sujet reviens régulièrement sur ce forum , je vous propose la construction d'une antenne V inversée pour vos télécommandes radio.





Ce V inversé est de type 1/4 d'onde et la longueur théorique de chaque brins est de 29,8 mm pour un angle du V de 170 degrés.

Globalement cette antenne peut egalement convenir sur d'autres frequences , aussi bien en Emission , qu'en reception et cela va de soit pour nos emetteurs Video.

Voici le lien vers un site , qui vous assistera dans le calcul de votre antenne en fonction de la frequence.

diples et V Inv


Voler en FPV est passionnant et , grisé par son vol on peut se retrouver a des distances assez importantes de l’émetteur radio sans vraiment s'en rendre compte. S’éloigner un peu trop, peut entrainer une perte de signal radio avec des conséquences fâcheuses pour nos aéronefs.

La plupart de nos emetteurs 2.4ghz ont une puissance d’environ 60mw . C’est peu mais certes suffisant pour notre activité dans des conditions dites normales.

En FPV des tas de paramètres entrent en jeu et bien souvent nous devons soigner nos installation radio afin d’avoir des vols qui se déroulent en toute sécurité. Voler jusqu'à 1000 voir 2000 metres est assez courant en FPV et malheureusement la plupart de nos emetteurs radio ne permettent pas de couvrir ces distances.

Il existe des moyens divers pour améliorer son bilan de liaison radio :

-Booster et ampli divers
-Antenne patch pour le Wifi
Etc etc …..

Rajouter un Booster ou un amplificateur est une solution qui fonctionne parfaitement , cependant si vous volez en club vous allez avoir de serieux problemes avec les autres personnes qui volent egalement en 2.4 Ghz. La course a la puissance n'est pas une finalité en soit et il existe des moyens assez simples pour ameliorer votre installation.

La contruction proposée vous permettra d’ameliorer de facon significative votre liaison vers l’aeronef.

Materiaux :
-Rallonge coaxiale que l’on trouve dans tous les magasins d’électroniques voir sur ebay. Il vous faudra commander la rallonge coaxiale avec au moins une prise qui s’adapte a votre télécommande radio. J’ai pour ma part utilise une rallonge coaxiale de 17cm . Je ne recommande pas une longueurs plus longue pour minimiser les pertes. Une rallonge Coaxiale RG316 est idéale.
-cable servos de recuperation
-Tuyaux en plastique de deux diametres (Un pour la rallonge coaxiale et l’autre pour les deux brins du V inversé). Ne pas utiliser de carbone et eviter egalement des tubes en fibre de verre.
-chute de contreplaqué de 1 ou 2 mm.





Construction :

-Couper votre cable coaxial (couper la prise que ne vous sert pas)
-Dénuder soigneusement votre cable coaxial sur 5 mm afin de laisser aparaitre la tresse de masse et la partie centrale du coaxial.
-Dénuder soigneusement sur 2 mm la partie centrale du coaxial
-La tresse de masse doit etre regroupée en une seule partie fine
-Etamer soigneusement avec votre fer a souder la tresse de masse et le conducteur de la partie centrale.
-Couper deux morceaux de cables de servos sur environ 5cm.
-Idem , dénuder vos deux câbles de servos sur environ 2mm et étamer soigneusement avec votre fer a souder.
Vous etes manitenant prêt a souder le tout.


-Tout d’abord introduire dans le tube en plastique la rallonge coaxiale préalablement préparée.



-Souder les deux petits cables de servos que vous avez préparé.



-Verifier avec un multimetre qu’il n’y a pas de court-circuit entre la masse et la partie centrale
-Glisser vos deux brins préalablement soudés dans deux petits tubes de recup.





-Preparer un petit support en contreplaqué pour renforcer les deux brins du V et coller le tout avec une colle CA , goop etc … Pendant le collage donner un angle de 170 degré entre les deux brins. Cet Angle a son importance car il détermine le rendement et l'impedance de l'aerien.

-Une fois que la colle a seché vous pouvez maintenant tailler vos deux brins a la longueur idoine.
-La Longueur de chaque brins du V doit etre de 33 mm.




Vous êtes maintenant prêt a faire des essais qui doivent être fait impérativement au sol . Pour cela faites vous aider et n’hésiter pas a comparer avec l’antenne d’origine de votre télécommande radio. Dans tous les cas , les résultats doivent être meilleurs car une antenne dipôle en V inversée a immanquablement un meilleur rendement par rapport a une antenne classique.

Votre antenne est volontairement trop longue et vous devrez tres certainement raccourcir vos brins en fonction de vos essais. La longueur des brin ne doit pas etre inférieure a 29 mm et quand vous allez les raccourcir, coupez par tranche de 1 mm maxi.

Pour votre informations mes brins sont taillés a 31mm et j'ai obtenus les meilleurs résultats a cette longueur.

Quelques règles maintenant essentielles concernant l’utilisation d’une télécommande en 2.4ghz.

- Toujours vérifier que l'antenne est bien positionnée comme sur la photo. Le V inversé et vers l’exterieur et si possible grossierement dans la direction de l’aéronef afin de profiter au mieux du leger gain de l’aérien.
-Ne jamais voler derrière soit ou alors faire en sorte que son corps ne soit un masque entre la télécommande et l'aeronef.
-Ne jamais positionner la telecommande contre son corps. Je vole toujours assis donc cela est facile , mais si voulez debout cela peut etre contreignant.

En general quand je vais a plus de 2000 metres j'eloigne un peu plus la telecommande de mon corps.

Une antenne V inversée a un léger gain donc dans la mesure du possible essayer de vous positionner face a votre aéronef (cette antenne a un grand angle d’ouverture et je ne vous demande pas de vous transformer en Tracker humain Lol).

Je sais que cela peut sembler contraignant cependant, en 2.4ghz on a pas le choix et le moindre obstacle peut entrainer une perte de signal radio.

Performances et comparatif

J’utilise une radio JR 9303 equipée d’un module FRSKY que vous pouvez trouver ici :

Ensemble emetteur recepteur 2.4Ghz 2 way

Ce module est equipé d’une telemetrie qui permet de surveiller la qualité de votre signal radio avec des bips auditifs d’alerte.

Le module FRSKY possede un logiciel qui permet de mesurer la réception. Cela est grandement pratique pour l'ajustement final de la longueur des brins de votre antenne.



FrSky Config Program

-Antenne d’origine FRSKY : Portée d’environ 1500 metres
-Antenne V inversee : Portee d’environ 4000 metres voir plus .

Afin d'avoir des données un peu plus scientifiques , j'ai retrouvé mon papier concernant les mesures effectuées il y a quelques mois. ces mesures ont été effectuées en puissance reduite et la lecture grace au programme FRSKY présenté ci-dessus:

Les antennes du recepteur FRSKY sont placées verticalement



Antenne d'origine FRSKY en position verticale : 47 Dbc
Antenne d'origine FRSKY en position a 45 degrés : 40 Dbc
Antenne V inversee en position verticale : 66 Dbc
Antenne V inversee en position 45 degrés : 62 Dbc
Antenne FRSKY 5dbi en position verticale : 67 Dbc
Antenne FRSKY 5dbi en position 45 degrés : 60 Dbc

Je possede egalement cette antenne achetée chez HK :

HobbyKing Online R/C Hobby Store : Antenna for 2.4Ghz 9dBi Omnidirectional

Cette antenne en position verticale : 71Dbc
Cette meme antenne inclinée a 45 degrés : 68Dbc

J'avais egalement fait des essais avec les antennes de la radio commande placées horizontalement et la les mesures s'écroulent de facon tres significatives.

L'importance du placement de vos aériens dans la meme polarization est une loi elementaire en matiere de radio-communication et je vous engage a respecter cette régle.

L'autre atout du programme FRSKY et qu'il permet egalement d'optimiser votre installation avec l'emetteur Video allumé ainsi que toute l'installation FPV. Quand un equipement brouille la radio , la dégradation des mesures est clairement visible a l'aide du programme.


La solution proposée dans ce post n'est pas une finalité , et nous partons du principe que votre portée radio est deja acceptable. Je dirais que 1000 metres est une bonne base. Si vous avez une portée inférieure a 500 metres , il vous faudra tout d'abord resoudre ces problemes.

Bon vols a tous et a toutes.

A+

PS : Je tiens a préciser que les vols longues distances sont interdits en France et que ces essais ont été réalisés a l’étranger. Ses essais sont uniquement expérimentaux afin de permettre a la communauté FPV l'optimisation des équipements embarques pour des vols FPV en toute sécurité.

[Alex Calibur]

Bon article, tu as bien du courage ! (J'avoue, j'ai lu en travers)

Baignant dans ce domaine, ce que j'ai pu lire me semble juste. (Pas correct, pas 'valable'.. non non, bien juste, réel et conforme)

Sinon, pour la réalisation, plutôt que du fil souple dans une gaine, du monobrin d'électricité général peut être employé. Attention toutefois à bien assurer la tenue mécanique avec la planchette que tu propose, ou une grosse goutte d'araldite.
Je ne sais pas si à 2.4GHz l'effet de peau apporte quelque chose sur un brin de 0.8mm, si tu as le moyen de le vérifier, (analyseur de spectre par exemple), le retour m'intéresse.

Sinon, a coté des antennes 'patch', pour les cas désespérés j'ai la possibilité d'avoir des sectorielles avec pas mal de gain (attention, environ 4Kg pour les 2.4Ghz, 1Kg pour les 5GHz, il faut un trepied)
un modèle 2.3-2.7GHz +16db donné à 90°(-3db)
un modèle 2.3-2.7GHz +15db donné à 120°(-3db)
un modèle 5.15-5.85GHz +22db donné à 90°(-3db)
un modèle 5.1-5.9GHz +22db donné à 120°(-3db)

Je n'ai pas la possibilité de les essayer (pas équipé en FPV), mais si des personnes du coté de Clermont-Ferrand veulent faire des essais, on devrait pouvoir s'arranger

Mais attention, c'est surtout la réception qu'il faut affiner, ça ne sert à rien d'envoyer des watts si le Rx est sourd comme un pot !

[Lagaffe]

Coucou de Lagaffe,

Merci pour ce tuto. Je vois que sur la photo du début il y a un émetteur radio... Et sur celle de fin, c'est l'émetteur vidéo ?
Tu aurais la radio ET la vidéo en 2,4 ?

Sur le module émission enfichable 2,4 Futaba T10 ou T14 il n'a pas de prise, l'antenne n'est pas démontable. Penses-tu qu'on puisse facilement rajouter une prise ?

Aurais-tu dans le même genre une solution pour améliorer la réception en 72, avec une antenne plus courte que celle d'origine qui est impossible à déployer correctement vu sa longueur ?

Merci

... Quand on tient un pro, on ne le lâche pas !

[flydepron71]

Envoyé par Lagaffe

Coucou de Lagaffe,

Merci pour ce tuto. Je vois que sur la photo du début il y a un émetteur radio... Et sur celle de fin, c'est l'émetteur vidéo ?
Tu aurais la radio ET la vidéo en 2,4 ?

Salut et merci a DIDIER pour ce tuto complet comme d'habitude !!!

Je crois pouvoir te renseigner car si tu regarde la longueur des brins de son invertedVee du Tx vidéo sur la derniere photos, ils font plus de 30mm, je dirais à vue de pif une antenne pour du 1GHz/1.2GHz ???

[didier2702]

Bonjour,

Merci pour ce tuto. Je vois que sur la photo du début il y a un émetteur radio... Et sur celle de fin, c'est l'émetteur vidéo ?
Tu aurais la radio ET la vidéo en 2,4 ?

Mon emetteur Vidéo est sur 980Mhz. La longueur des brins est de 71mm pour chaque brin.

Attention toutefois à bien assurer la tenue mécanique avec la planchette que tu propose, ou une grosse goutte d'araldite.
Je ne sais pas si à 2.4GHz l'effet de peau apporte quelque chose sur un brin de 0.8mm, si tu as le moyen de le vérifier, (analyseur de spectre par exemple), le retour m'intéresse.

Tu as tout a fait raison car sur 2.4Ghz , il faut faire attention.
-Faire des soudures propres
-Ne pas appliquer une tonne de colle et le support doit etre le plus petit possible je dirais.

Et sur celle de fin, c'est l'émetteur vidéo ?
Tu aurais la radio ET la vidéo en 2,4 ?

Je vais retoucher la photo car on ne voit pas trop les antennes du recepteur FRSKY. Sur l'arriere il y a en effet l'emetteur video 980Mhz et sur l'arriere de la camera on peut voir les deux antennes du recepteur FRSKY.

Aurais-tu dans le même genre une solution pour améliorer la réception en 72, avec une antenne plus courte que celle d'origine qui est impossible à déployer correctement vu sa longueur ?

Cette solution pourrait tres bien s'appliquer a du 72Mhz, cependant l'encombrement va etre difficile a negocier car les brins de ton V vont avoir une longueur de 95cm et cela va te donner un V qui aura presque 2 Metres d'envergure.

Mais attention, c'est surtout la réception qu'il faut affiner, ça ne sert à rien d'envoyer des watts si le Rx est sourd comme un pot !

Tout a fait , il faut tout d'abord s'assurer que son installation de Base est propre et sans soucis car si on a deja des problemes et que la portee n'est que de 100 ou 200 metres, cette antenne ne resoudra rien du tout.

Malheureusement je n'ai plus d'analyseur de spectre et le Programme FRSKY ne donne que les valeurs en Dbc.
Dbc = (Puissance porteuse(Porteuse (dBm)-Puissance(dBm)).

La conversion en Dbm n'est malheurseument pas possible. Par contre l'avantage des Dbc est que cela donne une mesure qui permet d'avoir une idee sur le brouillage de votre liaison. En effet les dBc indiquent une puissance relative de la frequence porteuse; en General, les Dbc sont utilisés pour evaluer le brouillage, bruits , intermodulation et autres phenomenes qui peuvent interferer avec votre porteuse recu par le recepteur.

Lors de mes essais , clairement quand mon TX video genait ma reception Radio cela etait repercuter sur les mesures reportées par le programme FRSKY.

Ce matin encore , nous avons utiliser ce programme pour le reglage d'une installation FPV sur un Quadcoptere et cela nous a fait gagner un temps precieux.

A+

Didier

[Lagaffe]

Merci pour le complément d'info.
Donc pas de meilleure solution que de garder l'antenne 72 complète... et de la lester avec des plombs de pêche pour qu'elle reste à peu près verticale (c'est pour un hélico)

Je vais tenter la modif pour l'émission/réception vidéo 2,4.

[didier2702]

Bonjour,

J'ai fait une petite mise a jour , et globalement cette antenne peut egalement convenir sur d'autres frequences , aussi bien en Emission , qu'en reception.

Voici le lien vers un site , qui vous assistera dans le calcul de votre antenne en fonction de la frequence.

diples et V Inv

A+

[FlyByWire]

Bonjour,

d'après le tableau des mesures de vos essais il ressort que les meilleurs résultats sont obtenus avec une antenne FrSky 5 Dbi (67Dbc) et avec l'antenne HK 9Dbi (71 Dbc) placées en position verticale.
Quel est alors l'avantage de se fabriquer une antenne en V qui me paraît nettement plus fragile et aussi plus encombrante?

Du fait du positionnement des deux brins formant un angle de 170° dans un même plan peut-on considérer que le rayonnement est omnidirectionnel et constant?

Les deux antennes du récepteur sont placées verticalement sur le modèle, auriez-vous également des résultats mesurés pour les antennes de réception placées à 90° horizontalement et/ou à 90°, une antenne verticale et l'autre horizontale ?

Merci d'avance pour vos réponses.

[didier2702]

Bonjour,

Avant tout le Module FRSKY me sert uniquement a faire faire des mesures afin de verifier les champs radio recus par le recepteur et par l'emetteur (puisque FRSKY nous le permet).

Les antennes 5db et 9db ont certes un meilleur gain mais par contre un diagramme de rayonnement qui ne convient pas tout a fait a notre activité FPV.

L'interet d'une antenne Vee ou V inversée reside dans son diagramme de rayonnement et son rendement; Elle aura certe une gain inferieur mais aura un diagramme de rayonnement plus adapté au FPV et un rendement superieur par rapport a une antenne verticale.

FRSKY propose des antennes a gain , cependant tous le constructeurs ne le font pas et propose meme des antennes avec un rendement plus que douteux.

Le but également de cet article est de permettre au modelistes faisant du FPV de bricoler des antennes egalement pour son recepteur (Reciprocité).

Les deux antennes du récepteur sont placées verticalement sur le modèle, auriez-vous également des résultats mesurés pour les antennes de réception placées à 90° horizontalement et/ou à 90°, une antenne verticale et l'autre horizontale ?

les antennes par definition sans rentrer dans les details doivent etre placées dans la meme polarisation. Pendant mes essais le fait d'incliner l'antenne de seulement 45 degrés fait perdre pas mal de Dbm , la positionner a 90 degré , le signal s'ecroule de facon significative et s'est encore pire quand l'antenne pointe vers l'emetteur.

Sur mes avions équipés de FRSKY , mes antennes sont toutes a la verticale . J'avais fait des essais avec une antenne a la verticale et l'autre a l'horizontale sans noter une amelioration. Maintenant je les positionne a la verticale.

A+

[FlyByWire]

C'est très intéressant, merci.

Vous citez des portées de 1500 m avec l'antenne d'origine ( 2Dbi) et 4000 mètres avec votre antenne à deux brins. Auriez-vous par hasard déjà mesuré la portée efficace avec les antennes 5Dbi et 9 Dbi ?

L'utilisation de votre antenne s'apparente à celle d'une antenne directionnelle 7 Dbi (genre poêle à frire presque carrée ), avez vous déjà effectué des mesures avec ce type d'antenne?

Je crois que l'expérience acquise sur l'optimisation des antennes et leur positionnement par les amateurs de FPV peut permettre d'améliorer la sécurité de tous les modélistes.
Comme je m'efforce d'apporter un maximum d'informations utiles dans les modes d'emploi, ce sujet m'intéresse beaucoup.