【接收机到遥控的经历】

天线和那条看不见的链路

机器上其实有两条无线链路，一条把画面往下传，一条把指令往上传。这两条最好错开频段，最经典的组合是 2.4GHz 走控制、5.8GHz 走视频，互不打架。

天线这一头，最先要理解的是极化。线极化的天线，收发两端的方向必须对齐，垂直发的要用垂直收的。方向正交的时候，信号几乎收不到。机器在空中姿态一直在变，翻滚、侧飞、倒过来，用线极化就很容易在某个姿态上突然掉信号。

圆极化是为这个问题准备的。电场矢量在传播方向上旋转，分左旋和右旋。收发两端旋向一致才能高效接收，旋向不匹配的衰减可以到二十分贝以上。它真正的巧妙之处在于反射，圆极化波打到平面或者球面上，反射回来的旋向会反转。发射端用左旋，接收端也用左旋，那么从墙面、地面反射回来的右旋波就天然被抑制掉了，多径干扰因此小很多。这类机器上天线常用三叶草、四叶草或者蘑菇头这些形状，都是圆极化的实现。模拟链路多见右旋，数字链路多见左旋，混用之前要看清楚旋向。

判断旋向有个手势法，拇指指向波的传播方向，电场旋转方向和左手四指弯曲方向一致就是左旋，和右手一致就是右旋。买天线的时候标错了旋向不算稀奇，装机前自己核一遍更保险。

增益和波束宽度是一对此消彼长的量。全向天线增益低，各个方向都照顾到，适合机器在你周围乱飞。定向天线增益高，能量集中在一个方向，传得远，但覆盖角度窄，得大致对准。把机上的三 dBi 全向天线换到地面端十四 dBi 的平板天线，实测距离从两公里提到六公里的案例不少，但天线重量和体积都变了，架设方式和朝向都要重新考虑。地面端常见的做法是分集接收，一根全向加一根定向，或者两根正交摆放，一竖一横，接收模块自己挑信号好的那一路用。

天线高度比很多人以为的更重要。收发两端之间真正需要保持畅通的不只是那条直线，而是一个以两端为焦点的椭球，叫第一菲涅尔区。以 5GHz 为例，一公里的距离对应的第一菲涅尔区半径约三点八七米，两公里约五点四八米，十公里约十二点二五米。这个区域被遮挡超过两成，信号就会明显下降。所以贴着地面飞、或者隔着一条马路停一辆车，都会莫名其妙地掉信号。地面端把天线架高一点，收益往往比加大功率明显。

安装位置也要留意。天线尽量远离碳板、金属件和电池，馈线不要死弯，弯折过度会伤到屏蔽层，伤了以后损耗增大还难查。机上的两根天线正交摆放，别贴在一起。

控制链路这边，现在用得最多的是 ELRS。它的硬件很朴素，主控常见 ESP32 或者 ESP8285，射频芯片 2.4GHz 用 SX1280，接收灵敏度可以做到负一百三十二分贝毫瓦。这个灵敏度的意义在于，即使信噪比很低，靠扩频和前向纠错还是能把数据解出来。刷新率能到五百甚至一千赫兹，链路延迟在几毫秒的量级，比老的模拟协议快得多，高速过弯时那种跟手的感觉差别很明显。它还用跳频，在一个很宽的频带里按约定序列快速换频点，每个频点只停留毫秒级，某个频点被干扰了，影响也只是很小一部分数据。跳频序列不知道的人收到的只是一堆杂乱噪声，串扰和窃听的难度都上去了。

接收机端的重量已经做到一克上下，尺寸十几毫米见方，带金属屏蔽罩，宽压输入，这一点对小机器很关键。

九百兆赫或者八百六十兆赫的版本穿透和绕射更好，适合地形复杂和远距离巡航，速率和延迟会差一些，天线也大。要注意这些频段在国内属于受限范围，用之前必须确认当地规定，不是买了就能飞。

发射端和接收端的固件大版本要对上，版本不一致会出现绑不上、丢包甚至失控。接收机和飞控之间走串口，收发线别接反，供电推荐五伏。失控保护一定要提前设好，信号丢失以后是收油门还是自动返航，这个动作不能等出事以后再想。

机上还有个大坑是自查干扰。视频发射端和 2.4GHz 接收机挨得太近，接收机灵敏度会明显下降，两者至少要隔开三厘米，最好分装机身两端。外部的干扰源也要认，无线局域网路由、蓝牙设备、高压线、变电站、通信基站，都是能让链路变差的东西。

遥测能把这些看不见的问题变成数字。信号强度、链路质量、电池电压回传到眼镜上，飞远之前先看看这些数在不同方位的表现，绕一圈把弱区摸清楚，比事后猜要靠谱得多。通道数不是越多越好，用不上的通道只会增加协议开销。

有个细节容易被忽略，天线本身的品质差异很大。同样叫圆极化，做工差的轴比不达标，实际表现接近线极化，旋向隔离的优势就没了。衡量圆极化好坏的一个指标是轴比，一般要求在三 dBi 以内，越接近一越纯。买来的天线最好实测一下，光看外观分不出来。

馈线的损耗也要算进预算。频率越高，同样长度的线损耗越大，5.8GHz 上多绕几十厘米的细线，可能就把换高增益天线挣来的那点余量吃掉了。地面端尽量用粗线、短线，接头拧紧，别用转接头套转接头。

季节和天气也在里面。湿度大的时候高频段衰减增加，冬天和夏天的同一场地，链路余量不完全一样。换了新场地先低空试一圈，确认各个方向都稳，再往远飞。

链路预算这套思路值得记住。发射功率、天线增益、路径损耗、环境噪声、接收灵敏度，五项加起来决定你还有多少余量。哪一项吃亏，就从哪一项补，不要一上来就想着加功率，那是收益最低也最容易惹麻烦的一招。余量留够了，飞起来才有心思看别的东西，而不是一直盯着信号格。