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Pros y Contras de las antenas polarizadas circulares

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Pros y Contras de las antenas polarizadas circulares

 
Antenas de polarización circular

Las antenas para FPV pueden ser caracterizadas por su polarización: lineal y circular. En este artículo veremos la diferencia entre las antenas de polarización lineal y circular.

Para aprender más, puedes mira la guía de antenas FPV y si eres nuevo en esto del FPV, puedes mirar también la guía de FPV.

Tipos de polarización

 

Polarización lineal y circular

La polarización viene a ser la forma en la que las señales de radio viajan por el espacio. Se la suele mencionar a menudo cuando se habla de antenas FPV. En este artículo discutiremos las ventajas e inconvenientes de los sistemas de polarización lineal y circular.

Polarización lineal

GIF de la Polarización lineal vertical
GIF de la Polarización Lineal Horizontal

Una señal polarizada linealmente oscila horizontalmente o verticalmente en un plano mientras viaja.

La polarización lineal se usa en algunas de las antenas más básicas, como las antenas dipolo que viene con tu VTX o tu VRX, o incluso en el WiFi de casa.

Ventajas e inconvenientes de la polarización lineal

  • Las antenas de polarización lineal son ampliamente usadas debido a su simplicidad estructural, que puede ser tan sencilla como un simple trozo de cable. Las antenas suelen ser pequeñas, baratas y fáciles de reparar.

Antenas FatShark

  • En general, la polarización lineal es buena para alcances largos, ya que toda la energía se haya concentrada en un solo plano. La ventaja en cuanto al alcance es contrarrestada por su sensibilidad a interferencias multipath (por rebotes en la señal).
  • Para conseguir la mejor transmisión, ambas antenas de polarización lineal, la transmisora y la receptora, deben estar alineadas.
  • En el caso más extremo, cuando las entenas emisora y receptora se encuentran a 90º, la señal transmitida es mínima. Esto se traduce en una pérdida de 30 dB en la fuerza de la señal, y se suele denominar polarización cruzada.

Dado que los multirrotores se están moviendo continuamente por el cielo, resulta imposible mantener las antenas alineadas como el tiempo, y como resultado se obtiene una señas de FPV inestable.

Para resolver este problema, normalmente usamos antenas de polarización circular.

Polarización circular

GIF de la Polarización Circular

En la polarización circular, la señal es transmitida simultáneamente en planos horizontales y verticales a 90º con un desfase que hace que parezca un sacacorchos girando.

Estas son algunas de las antenas de polarización circular más comunes:

  • Antenas de rueda plana (skew planar wheel). Tiene una excelente capacidad de rechazo de la interferencia multipath. Este tipo de antena se suele emplear cuando la resistencia aerodinámica no es un factor crítico. Normalmente se piensa en este tipo de antenas como receptoras. pero también funcionan bien como emisoras. Son muy parecidas a las antenas de hoja de trébol, con la diferencia de que tiene cuatro (o más) lóbulos en lugar de sólo tres.

 

  • La antena de hoja de trébol (clover leaf) es la que se suele ver más frecuentemente en los transmisores. Puede ser pareada con una antena de rueda plana para un alcance y una penetración óptimas.
antenas de polarización circular
  • Antenas Pagoda. Un diseño nuevo que tenemos que agradecer a Maarten Baert, que siguiendo la filosofía de código abierto de este hobby, la ha puesto disponible para todo el mundo, tanto aficionados como para empresas que la fabriquen y comercialicen. Las antenas pagodas se caracterizan por un buen patrón de radiación omnidireccional, muy buen ratio axial, ligereza, robustez, y facilidad de construcción a un coste bajo.antena de 5.8 GHz

Se deben / pueden combinar los distintos tipos de antena?

Aparte de la combinación ya señalada de antena de hoja de trebol en el VTX (dron) y antenas de rueda plana en el VRX, no es conveniente combinar distintos tipos de antena. El motivo es los distintos ratios axiales que puede tener cada antena. Así, por ejemplo, para una imagen óptima, no es lo mejor combinar una antena pagoda que tiene un ratio axial prácticamente 1 con una antena Aomway que emite una señal no tan polarizada circularmente.

Pero no sufras tanto con ello, casi siempre se ve. Cuando hablamos de una antena óptima nos referimos a lo mejor en términos de alcance y calidad de la transmisión, y todo ello depende mucho de las condiciones en las que vas a volar,

Pero lo que es ver, se ve. Vas a poder ver incluso combinando una antena dipolo en el dron con una hoja de trebol en tus gafas o monitor, o una antena RHCP con una antena LHCP. Podrías ver mejor? Claro que sí, o también puede que no. Todo depende de las condiciones del vuelo: alcance, proximidad al suelo, obstáculos y superficies que reflejen la señal, y así un largo etcétera, incluso la hora del día y la radiación solar tienen su influencia en la transmisión de una señal de radio.

Ventajas e inconvenientes de la polarización circular

  • La señal polarizada circularmente siempre funciona sin importar la orientación o el ángulo relativo en el que vuela tu mini quad respecto a la antena receptora. Por este motivo, las antenas de polarización circular se han convertido en el estándar para FPV.
  • Otra ventaja importante es la capacidad que tienen para rechazar las interferencias multipath.

Pantallazo de interferencias en la señal de vídeo

La interferencia multipath es la fuente más común de interferencias y mala señal en la recepción de vídeo. Aparece en la forma de cambios de color, estática, imágenes movidas o caída total de la imagen. Suele ocurrir cuando la señal es rebotada por algún objeto y se distorsiona con el desfase que adquiere, interfiriendo con la señal principal.

Las antenas de polarización circular son bien a derechas (RHCP) o a izquierdas (LHCP). Tanto el transmisor como el receptor deben tener antenas similares u ocurrirá una pérdida significativa de la señal.

Las antenas de polarización circular (CO) se benefician de esta propiedad frente a las interferencias multipath. Cada vez que una señal CP rebota en un objeto, cambia la dirección de su polarización, y una antena LHCP rechaza las señales RHCP y viceversa (polarización cruzada).

Antenas FPV CW y CCW

Cuando usar polarización circular

  • Cuando se vuela cerca de objetos grandes como árboles, edificios, o en un entorno cerrado como un parking o un estadio.
  • En vuelo acrobático, cuando el ángulo y orientación del aparato está cambiando constantemente.
  • En vuelo a baja altitud, o vuelo de proximidad a otros aparatos emisores (otros drones).

Cuando usar la polarización lineal

  • En vuelos a larga distancia en el exterior sin obstáculos
  • En vuelos estables sin muchos alabeos ni cabeceos.
  • Cuando el tamaño de la antena, su peso y su resistencia son las consideraciones más importantes.
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