[repstosw 18]

Есть канал связи на 433 МГц.  Модуляция 4GFSK, скорость 1200 кбит/c. Пакет 6 кБ.  Мощность передатчика(средняя) 100 мВт (+20 дБм). 

Связь - полный дуплекс (режим потоковый, временное разделение канала: 50% приём, 50% передача).  Передача видео: MJPEG 160x240 @15 FPS + звук: CELT 24 кБит/c.

Локация:  помещение (комнаты квартиры).

Антенны: штыревая, четверть с противовесом.

В одной комнате находится  один абонентский терминал (неподвижно).

Второй абонентский терминал - в руках человека, который перемещается по разным комнатам.

При движении человека - в некоторые моменты приём пропадает: пакет либо востанавливается корректирующим кодом, либо нет (в этом случае число битых битов настолько велико, что пакет игнорируется).

 

Собственно вопрос: существует ли такие антенны, которые излучали так, чтобы минимизировать замирания в пространстве в точке приёма?

Читал про антенны с круговой поляризацией (клевер, квадрифиляр, спиральная с рефлектором), пишут что они спасают от замираний, так как излучают в обе поляризации, а так как они сдвинуты на 90 градусов, то никогда не будет двух точек с нулями по обеим составляющим.

Но я смотрел Клевер, Спираль... На 433 МГц получается сильно громоздко.  Может есть какой-нибудь хитрый способ получить антенну для "кирпича в руке" или систему из антенн?

[yurik82 18]

Антенн с круговой диаграммой направленности у которых есть горизонтальная компонента поляризации - не бывает.

Квадрифиляры имеют сильно выраженную осевую направленность и сохраняют вторую горизонтальную компоненту (AxialRatio близкий к 1) только в этом секторе направленности

Клевер направлен не так сильно, но там горизонтальная компонента в основном вдоль оси а в стороны очень слабая. Кроме того если к клеверу напрямую соединить к одной из половин посторонний предмет (например мачту крепления, кабель снижения) то антенной становится этот кабель-мачта, как чисто штыревая антенна вертикальной поляризации

[Freesom 15]

пора MIMO осваивать

[repstosw 18]

47 minutes ago, yurik82 said:

Антенн с круговой диаграммой направленности у которых есть горизонтальная компонента поляризации - не бывает.

Круговой поляризации!

На ДН мне всёравно. Главное чтобы на 360 градусов излучала в одной плоскости, как диполь.

10 minutes ago, Freesom said:

пора MIMO осваивать

А оно потянет за собой кучу приёмопередатчиков?

[Freesom 15]

3 minutes ago, repstosw said:

А оно потянет за собой кучу приёмопередатчиков?

куда ж без этого, и рой антенн вдобавок. кстати эволюция современных wifi роутеров - от ёжика с торчащими антеннами перешли к пустотелому кирпичу, у которого на внутренних стенках раскиданы антенны всевозможных ориентаций...

[repstosw 18]

27 minutes ago, Freesom said:

куда ж без этого, и рой антенн вдобавок. кстати эволюция современных wifi роутеров - от ёжика с торчащими антеннами перешли к пустотелому кирпичу, у которого на внутренних стенках раскиданы антенны всевозможных ориентаций...

Как я написал в самом начале:

2 hours ago, repstosw said:

На 433 МГц получается сильно громоздко.  Может есть какой-нибудь хитрый способ получить антенну для "кирпича в руке" или систему из антенн?

 

Боюсь, что ежики и куча антенн - это слишком громоздко для того чтобы держать всё в руках на 433 МГц.

Есть ли решение с двумя антеннами или с круговой поляризацией?

Нужно убрать нулевую точку приёма другой точкой приёма, где приём есть.

Антенны разностить - не вариант, надо 8..10 длин волн, иначе антенны будут сильно кореллированы и толку от разнесения не совсем будет много.

И ещё,,, у меня ОДИН канал.  Никакго множественного доступа не планируется.  Никаких мульт-абонентов.  Связь между двумя терминалами.  Всё.

Изменено 2 декабря, 2023 пользователем repstosw

[Freesom 15]

59 minutes ago, repstosw said:

Нужно убрать нулевую точку приёма другой точкой приёма, где приём есть.

хотя бы с одной стороны должно быть пространственное разнесение антенн, хоть на четверть лямбды. Пусть на подвижном терминале это громоздко, но на неподвижной станции то можно себе позволить такую роскошь

[repstosw 18]

1 minute ago, Freesom said:

Пусть на подвижном терминале это громоздко, но на неподвижной станции то можно себе позволить такую роскошь

Дело в том, что оба терминала равноценны.  И неподвижность одного объясняется временным отсутствием второго оператора.  Проще говоря, в конечном итоге - оба терминала будут подвижны.

А на счёт MIMO, боюсь, что это выльется вот в такого монстра:

 

А хочется решение на однокристальном трансивере.

[yurik82 18]

13 часов назад, repstosw сказал:

На ДН мне всёравно. Главное чтобы на 360 градусов излучала в одной плоскости, как диполь.

13 часов назад, Freesom сказал:

Два взаимоисключающих требования.

У Вас есть жесточайшее требование к диаграмме направленности - оня обязательно должна быть omni-directional (круговая ДН, всенаправленная ДН, омни, блинчик).

Если у антенны есть горизонтальная компонента (неважно это антенна чисто H-pol, или это антенна RHCP/LHCP в которой горизонтальной компоненты только 50%) то это жесточайшее требование выполнить невозможно.

Антенны круговой поляризации (circular polarization) выполняют это требование только в узком секторе.

Вот пример антенны клевер, у которой кабель-мачта снижения длиной 1 лямбда прикреплен напрямую к клеверу (без балуна)

 

Это диаграмма разреза омни-блинчика.

Зеленое - вертикальная компонента, красное - горизонтальная. Синее - сумма красной и зеленой.

Больше чем 0 dBi такой клевер излучает в горизонт и до углов где-то +50 градусов к горизонту. Т.е. в целом это омни антенна.

Но вот по требованию циркулярности она не омни. В горизонт горизонтальной H-pol компоненты уходит только -3.8 dBi против 0.5 dBi вертикальной V-pol.

В идеале разница должна быть 0, а получилась 4.32 дБ. 73% мощности идет вертикалка, 27% горизонталка 

 

12 часов назад, repstosw сказал:

Антенны разностить - не вариант, надо 8..10 длин волн, иначе антенны будут сильно кореллированы и толку от разнесения не совсем будет много.

Разнсоят на 1/8 ... 1/2 лямбды потому что дифракционная картина имеет шаг сопоставимый с долями длин волн.

у Вифи роутеров разноса 1/4 ... 1/2 лямбды вполне достаточно чтобы ощутить преимущество

На 8-10 лямбд и более - тоже разносят. Но для решения совершенно других задач в других системах.

С целью повышения скорости канала связи в 2 раза в той же полосе частот (например в релейных линиях связи) можно поставить с большим разносом на каждом конце канала (сам канал - прямая видимость, высокие мачты, жесткие требования к LOS) по паре трансиверов. Если разность хода на дистанции по диаогонали и по прямой достигнет 90 градусов (лямбда/4) то трансиверы смогут различить раздельно каждый сигнал и удвоить канальную скорость.

На сайте поставщика таких систем есть калькулятор, и в зависимости от длины дистанции и частоты может понадобиться разнос в много десятков лямбд

https://www.ericsson.com/en/mobile-transport/mimo-for-microwave 

 

11 часов назад, repstosw сказал:

А на счёт MIMO, боюсь, что это выльется вот в такого монстра:

Полноценный МИМО (как в WiFi, LTE) позволяет удваивать скорость канала в той же полосе частот, поэтому там сложная реализация с двумя сквозными трансиверами и кодами Аламаути в схемах кодирования и сложная математика.

 

Для борьбы с релеевскими замираниями достаточно RX Diversity, когда на каждой стороне канала связи есть вторая чисто приемная антенна (второй приемник не обязателен).

До сих пор в продаже есть такой WiFi USB донгл TL-WN722N на чипе  Atheros AR9271.

Там есть две антенны но только 1 приемник. Коммутация антенн происходит до входа в трансивер.

Причем эта схема в AR9271 позволяет даже примитивный бимформинг.

В простейшем случае при наличии двух сигналов А и Б надо только выбрать лучший из двух (или А или Б).

Qualcomm сделали целых 4 логических операции диверсити:

• только А
• только Б
• сумма А + Б (синфазное сложение)
• разность А - Б (противофазное сложение, вычитание)

Изменено 2 декабря, 2023 пользователем yurik82

[repstosw 18]

yurik82, Antenna Diversity хорош там, где терминалы стационарны (например Wi-Fi роутер, который всегда стоит в одном месте), тоесть не перемещаются.

Ранее, я делал Antenna Diversity программным способом для чипа трансивера AT86RF215.   Перед отправкой пакета данных, поcылал два коротких пакета, чтобы по ним приёмник мог определить, с какой антенны сигнал больше - ту антенну и использовал  для приёма третьего пакета данных.  И это делалось каждый раз перед приёмом новой тройки пакетов.

Антенны размещал по-разному:

 a) на L/4,

 б) на L/2,

 в) перпендикулярно друг другу.

В какой-то степени качество приёма при передвижении улучшилось, минимумов  стало меньше, но полностью от них избавиться не удалось. Дело в том, что выбрав какую-то конкретную антенну по тестовому пакету и далее принимая пакет данных, во время передвижения - условия приёма могут измениться: допустим пол-пакета будет принято, а вторая половина пакета из-за того, что картина при передвижении изменится, будет битой. 

Время приёма всего пакета данных: 66.6 мс (что соответствует потоковому видео 15 FPS + аудио). Скорость передвижения оператора с трансивером в руках - 5... 20 км/ч.

Здесь нужно Antenna Diversity на каждый символ. Программно это реализовать практически невозможно, так как длительность символа - несколько микросекунд.

Две антенны были подключены к SPDT, переключение с помощью GPIO со стороны микроконтроллера, уровень сигнала смотрел через RSSI, читая регистр трансивера.

Изменено 3 декабря, 2023 пользователем repstosw

[Hale 1]

On 12/2/2023 at 4:16 PM, yurik82 said:

Антенн с круговой диаграммой направленности у которых есть горизонтальная компонента поляризации - не бывает.

слот антенны, планарные мета-патч с четвертьволновыми "усиками" вдоль контура (свастики). Ну они не совсем идеально всенаправленные. по количество слотов или усиков.. Но в принципе на круглом волновое по моему и H01 и E01 можно эксплуатировать. поправьте если не так.

сходу гугль кинул: чтото такое Omnidirectional Circularly Polarized Antenna with High Gain in Wide Bandwidth | IntechOpen

[petrov 6]

yurik82

Полноценный МИМО (как в WiFi, LTE) позволяет удваивать скорость канала в той же полосе частот, поэтому там сложная реализация с двумя сквозными трансиверами и кодами Аламаути в схемах кодирования и сложная математика.

Аламути не удваивает скорость, даёт spatial diversity, но не spatial multiplexing, требует двух передатчиков, но не приёмников.