Ganho e comprimento de frequência da antena do drone UAV

Compreendendo a relação entre a frequência da antena, Ganho, e comprimento em drones

Aqui está um exemplo de antena omnidirecional em frequência, ganho e comprimento.

Freqüência	Ganho	comprimento	Observado
433MHz	5dBi	Φ3,2*120cm
512-562MHz	6dBi	Φ1,4*140cm	primavera
566-678MHz	1dBi	Φ1,3*28cm	pescoço de ganso
566-678MHz	4dBi	Φ1,6*70cm	primavera
566-803MHz	2/3dBi	Φ1,6*60cm	pescoço de ganso
634-674MHz	6dBi	Φ2*1200cm	primavera
703-803MHz	4.5dBi	Φ1,3*47cm	pescoço de ganso
806-826MHz	2dBi	Φ3,8*25cm
806-826MHz	2dBi	Φ1,3*36cm	pescoço de ganso
806-826MHz	4dBi	Φ1,6*55cm	primavera
806-826MHz	5dBi	Φ2,2*60 cm
840-845MHz	2dBi	Φ1,3*25cm
840-845MHz	7dBi	Φ3,2*150cm
902-928MHz	2dBi	Φ1*15cm
902-928MHz	2dBi	Φ1,3*17cm
902-928MHz	5dBi	Φ1,3*60cm
902-928MHz	9dBi	Φ2*120cm	Largura de feixe vertical 15°±3
902-928MHz	8dBi	Φ3,2*120cm	Largura de feixe vertical 20°±3
1350-1450MHz	2dBi	Φ1,3*16cm
1350-1450MHz	6dBi	Φ1,3*60cm	pescoço de ganso
1350-1470MHz	6dBi	Φ2*60cm
1350-1470MHz	8dBi	Φ2,5*60cm
1370-1450MHz	5dBi	Φ1,6*50cm	primavera
1370-1450MHz	6dBi	Φ1,6*60cm	primavera
1420-1530MHz	2dBi	Φ1,3*25cm	pescoço de ganso
1420-1530MHz	2dBi	Φ1*15cm
1420-1530MHz	2dBi	Φ1,3*12cm
1420-1530MHz	3dBi	Φ1,3*31cm	pescoço de ganso
1420-1530MHz	3dBi	Φ1,6*20cm	primavera
1420-1530MHz	4dBi	Φ1,3*37cm	pescoço de ganso
1420-1530MHz	4dBi	Φ1,6*35cm	primavera
1420-1530MHz	9dBi	Φ3,2*120cm
1420-1530MHz	10dBi	Φ5*120cm
2400-2500MHz	2dBi	Φ1,3*7,3cm
2400-2500MHz	2dBi	Φ1,3*16cm
2400-2500MHz	2dBi	Φ1,3*20cm
2400-2500MHz	4dBi	Φ1,3*25cm
2400-2500MHz	6dBi	Φ2*35cm
2400-2500MHz	8dBi	Φ2*60cm
2400-2500MHz	11dBi	Φ3,2*120cm
2400-2500MHz	12dBi	Φ2*120cm

1. Primavera: significa antena de mola, antena com mola, antena de absorção de choque, antena montada contra choque.
2. Pescoço de ganso: significa uma antena com uma seção flexível em pescoço de ganso que pode ser dobrada e posicionada. antena flexível, antena ajustável. Uma antena pescoço de ganso flexível projetada para posicionamento ajustável e durabilidade.

Aqui está um exemplo de antena direcional de tela plana em frequência, ganho e comprimento.

Freqüência	Ganho	Tamanho cm	Nota
1350-1450MHz	14dBi	26*26*4.5	Largura de feixe horizontal 35°±5 Largura de feixe vertical 35°±5
1350-1470MHz	12dBi	26*26*4.5	Largura de feixe horizontal 65°±5 Largura de feixe vertical 30°±5
1350-1470MHz	12dBi	26*26*4.5	Dupla polarização (H+V) Largura de feixe horizontal 65°±5 Largura de feixe vertical 30°±5
1350-1470MHz	14dBi	26*26*4.5	Dupla polarização (V+V) Largura de feixe horizontal 35°±5 Largura de feixe vertical 35°±5
1370-1450MHz	16dBi	39*39*5.1	NK
1370-1450MHz	16dBi	39*39*5.1	SMA-N-K-N-KW
1370-1450MHz	16dBi	39*39*5.1	Dupla polarização (± 45 °)
1370-1450MHz	16dBi	39*39.5.1	Dupla polarização (V+V)
2400-2500MHz	14dBi	22*22*2.5
2400-2500MHz	18dBi	30.5*30.5*2.5
2000-2500MHz	18dBi	39*39*5.1
5640-5760MHz	14dBi	19*19*25

Aqui está um exemplo de antena blade, antena em forma de faca na frequência, ganho e comprimento.

Freqüência	Ganho	comprimento cm
566-678MHz	1dBi	9.2*4.2*16
566-678MHz	1dBi	11.6*8*15.5
840-845MHz	2dBi	9.2*4.2*16
840-845MHz	2dBi	11.6*8*15.5
1350-1470MHz	4dBi	9.2*4.2*32.5
1350-1470MHz	6dBi	9.2*4.2*48
1420-1530MHz	2dBi	2.7*2.4*12
1420-1530MHz	2dBi	11.6*8*15.5

Ao escolher antenas para drones, os clientes costumam fazer três perguntas relacionadas:

• Por que antenas em frequências diferentes parecem tão diferentes?
• Por que algumas antenas são mais longas e outras muito curtas?
• Maior ganho sempre significa melhor desempenho?

Todas as respostas se resumem à relação entre freqüência, comprimento da antena, e ganho. Vamos decompô-lo de uma forma simples e prática.

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1. A frequência determina o tamanho da antena

O design da antena é regido por uma regra básica da física:

Frequência mais alta = comprimento de onda mais curto = antena mais curta

Cada antena funciona interagindo com ondas de rádio. O comprimento físico de uma antena é geralmente uma fração do comprimento de onda do sinal (comumente ¼ ou ½ comprimento de onda).

Frequências típicas de drones e comprimentos de antena

Faixa de frequência	Comprimento de onda	Comprimento típico da antena
900 MHz	~33cm	8–16 cm
1.2 GHz	~25 cm	6–12 cm
2.4 GHz	~12,5 cm	3–6cm
5.8 GHz	~5,2 centímetros	1–3cm

O que isso significa para drones:
Sistemas de frequência mais alta permitem antenas muito menores, é por isso que os drones compactos costumam usar 2.4 GHz ou 5.8 GHz.

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2. O comprimento da antena influencia o ganho

O ganho da antena faz não amplificar o poder. Em vez de, descreve a eficácia com que a antena concentra a energia em certas direções.

Em geral:

Antenas mais longas (em relação ao comprimento de onda) pode alcançar maior ganho

Por exemplo, na mesma frequência:

• Uma antena curta fornece ampla, cobertura uniforme
• Uma antena mais longa concentra energia mais horizontalmente
• Energia concentrada = maior ganho = maior alcance de comunicação

Exemplo em 2.4 GHz

Tipo de antena	comprimento	Ganho típico
Chicote curto	~3cm	1–2 dBi
Meia onda	~6cm	2–3 dBi
Colinear	10–20 cm	5–8 dBi

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3. Maior ganho vem com compensações

Isto é especialmente importante para drones.

À medida que o ganho da antena aumenta:

• O feixe de sinal torna-se mais estreito
• A cobertura vertical é reduzida
• O desempenho se torna mais sensível à orientação do drone

Em outras palavras:

Maior ganho aumenta o alcance, mas reduz a tolerância a mudanças de atitude

Para drones que lançam, rolar, e bocejar com frequência, antenas de ganho extremamente alto nem sempre são a melhor escolha.

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4. Como a frequência afeta o ganho em um espaço fixo

Em drones, o tamanho da antena é frequentemente limitado pela fuselagem.

Se o comprimento da antena for fixo:

• Frequência mais alta significa que a antena está eletricamente mais longo
• Isso permite maior ganho alcançável dentro do mesmo tamanho físico

É por isso que antenas curtas em 5.8 GHz ainda pode oferecer ganho respeitável, enquanto a antena do mesmo tamanho em 900 MHz teria um desempenho ruim.

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5. Diretrizes Práticas para Aplicações de Drones

Ao controle & Telemetria (Estabilidade em primeiro lugar)

• Freqüência: 900 ou MHz 2.4 GHz
• Antena: curto, baixo ganho (1–3 dBi)
• Beneficiar: ligação robusta durante manobras e mudanças de atitude

Transmissão de Vídeo & Longo alcance

• Freqüência: 1.2 GHz ou 5.8 GHz
• Antena: mais longo ou direcional (5–10 dBi)
• Beneficiar: alcance estendido quando a orientação é controlada

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6. Conclusão simples

Você pode resumir o relacionamento assim:

A frequência define o tamanho da antena,
o tamanho da antena limita o ganho alcançável,
e maior ganho negocia cobertura para distância.

Compreender esse equilíbrio ajuda a garantir uma comunicação confiável do drone e um desempenho ideal em condições de voo do mundo real.