GPS маяки, радиомаяки и другие системы поиска ракет.

pinko> Модуль мощностью 1 Вт имеет внешний усилитель и радиочастотный переключатель. Там теряется несколько дБ в этом переключателе, но не так много.

А этот внешний усилитель, это и есть LNA?

pinko> Это больше похоже на плохое согласование импеданса при таких малых размерах.

Я к согласованию импеданса не причастен. Это данные из даташитов.

pinko>> Модуль мощностью 1 Вт имеет внешний усилитель и радиочастотный переключатель. Там теряется несколько дБ в этом переключателе, но не так много.
Mihail66> А этот внешний усилитель, это и есть LNA?

Нет, это усилитель мощности. Там нет LNA.

pinko>> Это больше похоже на плохое согласование импеданса при таких малых размерах.
Mihail66> Я к согласованию импеданса не причастен. Это данные из даташитов.

Действительно я имел в виду то, что находится в модуле

Mihail66>> А этот внешний усилитель, это и есть LNA?
pinko> Нет, это усилитель мощности. Там нет LNA.

Как в таком случае связаны наличие LNA и чувствительность?
В каких именно модулях ЛоРа есть LNA?

apakhom> В режиме поиска убрал стороны света, красную стрелку "привязал" к компасу.

Защибись!
Могу я тебя попросить в режиме поиска убрать стрелку компаса с глаз моих долой?
И инструкцию отправить за ней в догонку?

ПС.
Инструкцию можно оставить, мне прикольно топать по стрелке, а вот компас в режиме поиска абсолютно лишний.

ППС.
Будь моя воля, я бы в режиме поиска отставил на дисплее только огромную красную стрелку, и цифры с расстоянием до финиша.

apakhom> Специально для Михаила - версия 18М
Шикарно получилось!Красная стрелка двигается. А компасная на север в режиме поиска, да Михаил правильно говорит , лишняя. В режиме отслеживания ее достаточно.И может квадрат с стрелками чутка побольше сделать?

Mihail66>>> А этот внешний усилитель, это и есть LNA?
pinko>> Нет, это усилитель мощности. Там нет LNA.
Mihail66> Как в таком случае связаны наличие LNA и чувствительность?

Михаил, не понял контекста твоего вопроса. Постараюсь упростить и систематизировать описание существующих модулей и их вариации:

- SX127x имеет два выхода - один на +20 дБм, другой на +14 дБм и один вход

- После любого из обоих выходов можно разместить усилитель мощности

- Перед входом можно поставить LNA (Low Noise Amplifier - малошумящий усилитель)

- Однако там есть одна антенна - поэтому пути от и до антенны должны быть изолированы друг от друга

- Изоляцию можно выполнить с помощью ВЧ-переключателя (вроде электронное реле) направляющего сигнал, или с помощью дискретных компонентов (резисторы, конденсаторы, диоды)

- Между всеми этими «частями системы» нужно согласование импеданса и/или изоляция постоянного тока

Все это есть в модуле и если дизайн не оптимизирован, то можно потерять мощность или чувствительность в любом месте.

Mihail66> В каких именно модулях ЛоРа есть LNA?

Mihail66>> Как в таком случае связаны наличие LNA и чувствительность?
pinko> Михаил, не понял контекста твоего вопроса.

Задам вопрос иначе.
Вот у модуля Е32-400M20S завленная чувствительность -147дБ. Если бы в нем был установлен LNA то какая бы у него была чувствительность?
Судя по представленной тобой инфе этот LNA добавляет всего 2дБ (-149дБ). В таком случае у нашего модуля Е32-400M30S (1вт) чувствительнось ну просто ущербная (-124дБ), и он просто никак не тянет на роль приемника. Хорошо что мы умудрились собрать приемник на слабеньком модуле, хоть в чувствительности не сильно потеряли.

Mihail66>> В каких именно модулях ЛоРа есть LNA?
pinko> SX1278 High Power Wireless LoRa Module with PA & LNA (433/470Mhz)

Благодарю!

С.r.> Порылся в документации 1278

На вот ройся сколько влезет. Тут вся документация на EBYTE.

Mihail66> Задам вопрос иначе.
Mihail66> Вот у модуля Е32-400M20S завленная чувствительность -147дБ. Если бы в нем был установлен LNA то какая бы у него была чувствительность? ... Судя по представленной тобой инфе этот LNA добавляет всего 2дБ (-149дБ).

Это сложнее, LoRa также работает с сигналами ниже уровня шума и чувствительность зависит от полосы пропускания и SF, но и МШУ также имеет внутренний шум.

Упростим и скажем, что при правильном приложении дальность приема будет больше.

Mihail66> В таком случае у нашего модуля Е32-400M30S (1вт) чувствительнось ну просто ущербная (-124дБ), и он просто никак не тянет на роль приемника.

Это верно.

pinko> Упростим и скажем, что при правильном приложении дальность приема будет больше.

Уговорил!
Выходит что данные о чувствительности из даташита это вообще ни о чем. Но тогда дай мне (нам) хотябы примерное представление о том, на сколько эти дополнительные -2дБ от LNA способны увеличить дальность (про кристал или ТСХО пока не вспоминаем)?

Mihail66>> В таком случае у нашего модуля Е32-400M30S (1вт) чувствительнось ну просто ущербная (-124дБ), и он просто никак не тянет на роль приемника.
pinko> Это верно.

Да, не часто такое случается, что при экономии бюджета, и в габаритах экономишь, так еще и в качестве выигрываешь.

Mihail66> Выходит что данные о чувствительности из даташита это вообще ни о чем. Но тогда дай мне (нам) хотябы примерное представление о том, на сколько эти дополнительные -2дБ от LNA способны увеличить дальность (про кристал или ТСХО пока не вспоминаем)?

С помощью некоторых математических расчетов и примеров буду продемонстрировать почему эта "одержимость большей мощностью" является неверным путем.

---

Глава 1

Обычно мы должны говорить о "бюджет радиоканала". Что ето:

- мощность передачи + чувствительность приемника + направленное усиление антенны

Таким образом, давай посмотрим пример два случая и посмотрим какая мощность передачи необходима для достижения того же результата:

Первого случая
- мощность передачи = 30 дБм = 1 Вт
- чувствительность приемника = -135 дБм
- антенна всенаправленная = 0 дБ

бюджет радиоканала = 30 + 135 + 0 = 165 дБ

Второго случая
- направленная антенна, Яги, с направленным усилением 5 дБ
- чувствительность приемника = -137 дБм
- мощность передачи = 23 дБм = 0,2 Вт

бюджет радиоканала = 23 + 137 + 5 = 165 дБ

Таким образом можно достичь того же диапазона с 0,2 Вт вместо 1 Вт.

---

Глава 2

Теперь как рассчитывается чувствительность SX127x:

S = -174 + 10*log10(BW) + NF + SNR_limit

S = чувствительность
BW = Полоса пропускания
NF = Уровень шума для SX127x = 6 дБ
SNR_limit = сигнал к уровень шума. Это зависит от SF - для SF=6 SNR_limit = -5 дБ. Увеличение SF на 1 уменьшает SNR_limit на 2,5 дБ - тоесть для SF=12 SNR_limit = -20

Снова рассмотрим два случая:

Вариант 1
Полоса пропускания = 62,5 кГц
SF = 8 то есть SNR_limit = -10 дБ
Чувствительность = -174 + 10*log10(62500) + 6 + (-10) = -130 дБм

Вариант 2
Полоса пропускания = 20,8 кГц
SF = 11 то есть SNR_limit = -17,5 дБ
Чувствительность = -174 + 10*log10(20800) + 6 + (-17,5) = -142 дБм

---

Глава 3

Куда подходит МШУ (LNA) - Малошумящий усилитель не может творить чудеса и усиливать только интересующий сигнал - он будет усиливать все шумы и сигналы от антенны. Однако, когда сам сигнал и шум проходят от антенны через конденсаторы и индуктивности к SX1278, он подхватывают некоторый дополнительный шум - поэтому если мы поместим LNA между ними, мы сможем сделать отношение "сигнала антенны" к новому шуму более високим.

Улучшение рассчитывается так: F = F1 + (F2 - 1) / G1

F - это шумовой фактор
G - это усиление

Пример: LNA BGA427

F1(BGA427) - шумовой фактор = 2 дБ = фактор 1,58
G(BGA427) - усиление = 21 дБ = фактор 126
F2 = Уровень шума для SX127x = 6 дБ = фактор 4 (из Глава 2)

F = 1,58 + (4 - 1)/126 = 1,6 = 2,2 дБ

Таким образом, мы снизили коэффициент шума для SX127x с 6 дБ (из Глава 2) до 2,2 дБ.

---

Теперь заменяем результат из Глава 3 в Главу 2, чтобы рассчитать новую чувствительность приемника и потом в Главу 1 второй случай.

- направленная антенна, Яги, с направленным усилением 5 дБ
- чувствительность приемника с МШУ = -140 дБм
- мощность передачи = 20 дБм = 0,1 Вт

бюджет радиоканала = 20 + 140 + 5 = 165 дБ

Таким образом можно достичь того же диапазона с 0,1 Вт вместо 1 Вт.


Итак, надеюсь понимаеш почему рекомендуется переходить на более высокую выходную мощность только тогда, когда другие варианты исчерпаны.

• Все расчеты основаны на идеальном случае и значениях из таблицы. Реальность немного другая, но недалеко от этих значений.
• Я любитель и если я допустил ошибки, пожалуйста поправьте меня чтобы исправлю свои знания.

pinko> С помощью некоторых математических расчетов и примеров буду продемонстрировать почему эта "одержимость большей мощностью" является неверным путем.
pinko> ----------------------------------------------
pinko> ** Я любитель и если я допустил ошибки, пожалуйста поправьте меня чтобы исправлю свои знания.

Вот если бы стояла задача устроить максимальную дальность для маломощного передатчика, то все описанное тобой имело бы смысл. Например для передачи данных между двумя стационарными объектами расположенными на определенном расстоянии в прямой видимости такой подход будет весьма оправдан, с экономической точки зрения.
А у нас задача сделать максимальную дальность с огромным количеством ограничений (объект перемещается в пространстве, дальность не ограничена, рельеф местности непредсказуемый, условия для приема сигнала отвратительные). И если все описанное тобой применить для более мощного передатчика, то неужели такой подход окажется ущербным?

Mihail66> А у нас задача сделать максимальную дальность с огромным количеством ограничений ....

Михаил, как я уже сказал, большая мощность - крайняя мера когда все остальное оптимизировано, а дальности все еще недостаточно.

Начни с антенны приемника. Сделать Yagi антенну на 433 МГц очень просто. Я использовал калькулятор Джона Дрю, который я знаю с другого форума - его позывной VK5DJ. Уже сделал две разные антенны и обе они дают ожидаемые результаты.

Я использовал 15мм полый квадратный алюминиевый профиль и плоский алюминий 8мм x 2мм монтируется непосредственно с помощью 3mm болтов. Также можно рассчитать Yagi антенну с любыми размерами профиля, которые у тебе есть.

Балун — это просто кусок коаксиального кабеля и он тоже рассчитан. На все это уходит максимум час - прикрепил пример.

Как видиш усиление уже 11 дБ, что эквивалентно переходу от 100 мВт к 1 Вт передатчику.

Затем можно добав очень простой малошумящий усилитель между антенной и приемником, чтобы получить еще 3-4 дБ.

Потом тестируем на дальность и если не хватает то идем дальше - проще всего заменить кварц на TCXO, но начни с антенны и МШУ.

pinko> Начни с антенны приемника. Сделать Yagi антенну на 433 МГц очень просто.

Да я их уже 2 штуки сделал, и даже провел сравнительные тесты с простыми антеннами-пружинками. Но без КСВ-метра хорошо настроить Ягу нереально, а по уровню сигнала который дает ЛоРа эта Яга у меня получилась всего 5-6 единиц чувствительней, чем простая резиновая антенна.

pinko> ...проще всего заменить кварц на TCXO, но начни с антенны и МШУ.

Мне модуль на плату припаять с трудом дается, а ты хочешь чтобы я ему в потроха залез? И тот-же МШУ полюбому придется согласовывать, и мне просто не на чем это делать. Вот по этим банальным причинам нам проще сразу влупить ему 1Вт, чтобы хоть как-то увеличить дистанцию.

apakhom>> Специально для Михаила - версия 18М
С.r.> Шикарно получилось!Красная стрелка двигается. А компасная на север в режиме поиска, да Михаил правильно говорит , лишняя. В режиме отслеживания ее достаточно.И может квадрат с стрелками чутка побольше сделать?

Специально оставил, чтоб знать что что-то работает (когда "повиснет" красная)
Сегодня скидывал на ПК gps2map.csv - обнаружил очередной заскок с безопасностью Андроид - каталог данных приложения сделан скрытым Так и пришлось файл по почте себе отправлять

apakhom> Сегодня скидывал на ПК gps2map.csv - обнаружил очередной заскок с безопасностью Андроид - каталог данных приложения сделан скрытым Так и пришлось файл по почте себе отправлять

А на 17-й версии разве не так-же было? Я только через Е-ящик их и отправлял себе в комп, в смартфоне до этого файла не добраться.

Mihail66> А на 17-й версии разве не так-же было? Я только через Е-ящик их и отправлял себе в комп, в смартфоне до этого файла не добраться.

Папку 17 я с компа вижу, а 18 - скрыта.
Меняют "правила игры" на ходу - не предупреждая

PS вот думаю - если MIT и Autodesk прикроют свои облачные сервисы - так ведь и придется серьезное ПО осваивать...

apakhom> Папку 17 я с компа вижу, а 18 - скрыта.

Я перед установкой 17-й снес ее со смартфона. А после установки 18-й на рабочем столе рядом с NMEA to Maps появилась икона под названием "Отчет". Я до сих пор так и не понял ее назначение, и имеет ли она какое-то отношение к АРК. У тебя нет такой хрени?

С.r.>.....В общем успел я уехать на 13 с лишним километров а передатчик шил уверенно эту дистанцию очень легко.

Наши тебе поздравления!

С.r.> Смотри, что есть на AliExpress! Всенаправленная двухполюсная антенна LoRa 35dbi 433 МГц, автомобильная антенна с сильной магнитной присоской RG58/U 3M за US $26,83

Первая же ссылка про антенны
Пишет простым языком - стоит почитать, особенно про "вредность" усиления всенаправленной антенны

Если обращали внимание на фото зарубежных коллег, то:
- видимо у них не принято самим что-то делать - берут покупное,
- судя по размерам, у них популярен диапазон 800МГц,
- они учитывают поляризацию - антенны (как правило, волновой канал) имеют "крестообразные" рефлекторы/директоры