La transmission vidéo et les antennes

Transmettre de la vidéo sans fil est devenu quelque chose de très abordable. Pour environ 150€ on peut s’équiper avec du matériel plutôt performant.

Dans ce dossier nous ne traiteront que des transmissions vidéo analogiques utilisées en modélisme et particulièrement pour le FPV, pas de vidéo sur IP donc, car ce n’est pour l’instant pas adapté à notre utilisation.

Les fréquences

Il faut savoir que l’utilisation des fréquences radio est régulée en France comme partout dans le monde. Certaines fréquences sont utilisables par les particuliers sans autorisation particulière mais sous certaines conditions telles que la puissance d’émission.

En modélisme, depuis quelques années, la communication radio est majoritairement passée sur la fréquence 2.4Ghz (comme le wifi). Afin d’éviter les perturbations entre la radio, le wifi et la vidéo, on utilise donc une fréquence différente pour la vidéo, le 5.8Ghz.

Dans un système basique on va donc avoir :

– Une caméra

– Un émetteur vidéo 5.8Ghz

– Une récepteur vidéo 5.8Ghz

– Un moniteur, des lunettes vidéo

Un modèle très courant, que j’utilise personnellement, est le couple émetteur TS351 et le récepteur RC305. Les émetteurs et les récepteurs peuvent être configurés pour utiliser différents canaux (fréquences proches du 5.8Ghz). Il faut faire attention lors du choix de l’émetteur et du récepteur car toutes les marques n’utilisent pas exactement les mêmes canaux.
J’ai également récemment fait l’acquisition d’un émetteur Mi600 compatible avec mon récepteur RC305

Une fois l’émetteur et le récepteur configurés sur le même canal, la liaison vidéo passe sans problème. On remarque toutefois que le signal peut être facilement perturbé par un obstacle.

Les antennes

Une fois votre première liaison effectuée vous allez vite remarquer les limites des antennes fournies par défaut. Ces antennes bâtons omnidirectionnelles sont très sensibles aux parasites et offrent une portée très limitée.

Il existe deux grandes familles d’antennes, les directionnelles et les omnidirectionnelles.

Les directionnelles

Elles permettent une portée accrue mais n’écoutent que dans une zone limitée. Il est donc nécessaire de faire pointer l’antenne en permanence sur votre drone.

Les omnidirectionnelles

Elles écoutent dans toutes les directions (ou presque) et sont donc très facile à utiliser. Le problème c’est que la portée est assez limitée.

Configurations type

Plutôt que de vous détailler chaque type d’antenne un à un je vais plutôt vous présenter différentes configurations possibles.

Basique (Antennes bâtons omnidirectionnelles)

C’est la configuration que vous aurez en déballant votre couple émetteur récepteur. Cela vous permet de faire quelques vols mais très limités en terme de portée. Quelques dizaines de mètres tout au plus et pas mal de parasites.

Bâton + Patch

Cette configuration permet d’augmenter énormément la portée de la liaison. Inconvénient, l’antenne patch, directionnelle, doit pointer sur le modèle en permanence sinon vous perdez la liaison d’un coup.

Cloverleaf / Pinwheel

Ces antennes ont l’avantage d’êtres omnidirectionnelles et d’offrir un très bonne résistance aux parasites vous permettant d’avoir une liaison vidéo très stable dans un rayon d’action décent (100m ou plus).

J’utilise des antennes comme celles-ci et j’en suis très content.
 

Colverleaf / Pinwheel + Helix

C’est à mes yeux le couple idéal. très pratique puisque l’idée est d’avoir une émission omnidirectionnelle avec la cloverleaf et une réception directionnelle avec l’antenne hélix qui permet une bonne augmentation de portée (on peut logiquement dépasser le kilomètre).

La polarisation de l’antenne ?

Vous avez peut être déjà entendu parler de polarisation des antennes. On parle généralement de polarisation circulaire pour les antennes pinwheel / cloverleaf et helix, de polarisation linéaire (verticale ou horizontale) pour les antennes bâtons ou patch. Vous devez absolument utiliser un couple d’antennes ayant la même polarisation sinon ça ne marchera vraiment pas terrible…

La polarisation correspond le plus souvent à la direction de l’axe de l’antenne.

Avec une polarisation linéaire, si votre antenne bâton est dirigée verticalement sur votre drone, il faut une polarisation verticale aussi sur votre radio au sol. Lorsque vôtre drone bouge, s’incline, la polarisation n’est plus parfaite.

Avec une polarisation circulaire, quelque soit l’orientation de l’antenne la polarisation est correcte, parfait donc pour du modélisme.

Diversité / Diversity

Pour palier aux problèmes de parasites et de positionnement des antennes, il existe des récepteur vidéo appelés « diversity ». Ils permettent de recevoir le signal de deux antennes en simultané et basculent automatiquement sur le meilleur signal.

Cela permet par exemple d’avoir une antenne omnidirectionelle + une antenne directionelle en réception et de recevoir le meilleur de chaque antenne en fonction des conditions.

Traqueurs d’antennes (pointeurs)

Si vous n’avez pas un ami disposé à pointer votre antenne directionnelle en permanence sur votre drone, il est possible de vous fabriquer un traqueur d’antenne. il s’agit d’un dispositif mécanique permettant de pointer automatiquement votre antenne en direction du drone. Pour cela votre traqueur doit connaitre sa propre position et recevoir en temps réel la position du model (position GPS avec une liaison télémétrique par exemple). C’est le nec plus ultra mais il faut être un très bon bidouilleur et avoir un budget assez conséquent pour se lancer dans ce genre de réalisation.

Si vous voulez en savoir plus, je vous invite à lire ce tuto en anglais expliquant la réalisation d’un traqueur d’antenne avec Ardupilot : http://code.google.com/p/ardupilot-mega/wiki/AntennaTracking

Comme vous le voyez, il existe de nombreuses configurations possibles. Le côté sympathique, c’est que vous pouvez démarrer avec un simple couple émetteur récepteur, puis investir dans vos premières antennes pour améliorer votre signal, puis encore, si le besoin s’en fait sentir, passer à des antennes directionnelles avec ou sans traqueur.

Pour l’instant j’utilise un couple d’antennes pinwheel/cloverleaf, on verra si je décide d’aller plus loin 🙂

Et vous quelle est votre configuration ?