Red de malla inalámbrica de globos meteorológicos

Estoy tratando de obtener datos en tiempo real de una radiosonda de globo meteorológico casera con el objetivo de enviar video HD durante el vuelo; esto podría ser relevante para los usuarios de GoPro que desean enviar sus imágenes durante sus aventuras en lugar de almacenarlas en la memoria integrada o enviar datos a varios lugares para disminuir las posibilidades de pérdida de datos debido a la destrucción de la memoria integrada durante la aventura. También podría usarse para comunicaciones en casos de desastre, comunicaciones en ubicaciones remotas u operaciones de rescate.

Planeo usar una antena de 6dBi de 2,4 GHz en la carga útil ( http://www.l-com.com/wireless-antenna-24-ghz-6-dbi-omnidireccional-antenna-n-female-connector ) y dos 18dBi estaciones terrestres de la misma frecuencia ( http://www.titanwirelessonline.com/Ubiquiti-NanoBridgeM-2GHz-18dBi-p/cp-nb2m-18.htm ). Quiero tener las dos estaciones terrestres y espaciarlas para permitir una mejor recepción y una mejor oportunidad de obtener datos a medida que la carga útil gira y aumenta de altitud. La red tampoco es parte del espectro ISM, emplea IEEE802.15.4A, lo que permite me permitía aprovechar la mayor potencia Tx operativa mientras permanecía en el rango sin licencia.

Ahora he leído acerca de apuntar y reflejar y similares para edificios y/o torres de radio que no se mueven. ¿Alguien tiene alguna buena experiencia, conocimiento o recursos donde pueda encontrar cómo calcular el mejor nivel de ganancia frente al ancho del haz vertical para rangos de 0-80,000 pies, la ubicación de las estaciones terrestres de manera que se encuentren en el ancho del haz siguiendo los datos del GPS? recibido a través de dúplex completo, y el hardware utilizado para un transmisor y receptor en movimiento?

Comience dibujando un diagrama a escala de la envolvente de vuelo... ¿Hasta 30 km, entre 0 y digamos 200 km? y calcular el ángulo y la distancia desde el globo hasta el suelo. Esto debería darle una idea de los patrones que necesita el globo. El omnidireccional de 6 dBi probablemente no sea adecuado.
Gracias @tomnexus El patrón de ganancia real que necesito sería similar a las antenas de techo como esta l-com.com/copyrighted_images/pattern_hg2403cu.gif que se encuentra aquí: l-com.com/… . Aún así, entiendo que con una mayor ganancia, sacrificaré el ancho del haz. Quiero la mejor relación posible para obtener la mayor cantidad de datos durante más tiempo, quiero obtener mejores ideas sobre cómo colocar mis estaciones terrestres con respecto a esa relación calculada y qué antenas me darían esa relación. ¿Alguna idea/recurso sobre cómo calcular eso?
@tomnexus Me siento completamente cómodo construyendo/construyendo mi propia antena: en realidad soy un estudiante de ingeniería mecánica y preferiría hacerlo, solo que no entiendo las antenas lo suficientemente bien como para diseñar una sabiendo los patrones de ganancia que quiero. Si tiene algún recurso sobre eso, le agradecería mucho que me vinculen con ellos.
Además, @tomnexus ahora que me estoy inclinando más, no creo que sea técnicamente una red de malla, ya que será un nodo en la transmisión de la carga útil y dos nodos en la recepción, no todos los nodos se comunicarán entre sí. Además, no estoy seguro de si el uso de antenas que dicen que son compatibles con 802.11 causará problemas con 802.15.4A.
Hola, puedo ayudar un poco, pero no mucho hoy. Sugiero buscar el rendimiento de largo alcance del equipo inalámbrico y usar esa información para estimar el rendimiento que obtendrá con la ganancia total de la antena de su enlace. Comience con una ganancia de globo de 0 dBi. Cada 6 dB duplica o reduce a la mitad el alcance, por lo que si alguien hizo 100 km con dos antenas de 18 dBi, podría esperar 25 km con una de 24 y una de 0 dBi. Vea a dónde lo lleva eso, qué tipo de kit inalámbrico necesitará.
Mi consejo sería, ¡no intentes diseñar tu propia antena desde cero! Puede que esté estudiando ingeniería mecánica, pero esto es ingeniería de RF y el diseño adecuado de antenas no es trivial. Limítese a los diseños listos para usar que puede comprar, o copie un diseño existente pero modifíquelo para la frecuencia con la que está operando.
Esencialmente, la regla general básica es que cuanto mayor sea la ganancia de la antena, más direccional será. Idealmente, no desea un patrón de radiación omnidireccional porque la energía transmitida horizontalmente a más de 100 pies es energía desperdiciada. Yendo al otro extremo de una antena parabólica, esta tiene una ganancia muy alta pero es extremadamente direccional y nuevamente no es adecuada. Una antena Yagi podría no ser muy adecuada tampoco, podría estar bien a 10,000 pies pero a 100 pies, la Yagi tendría que estar apuntando directamente a la antena receptora. Puede que tengas que buscar un compromiso,
un compromiso, donde la antena tiene una ganancia más baja (y le da más potencia) pero una direccionalidad reducida para hacer frente a la amplia variación del ángulo entre el globo cerca del suelo y a gran altitud).

Respuestas (1)

Entiendo que estoy respondiendo a una publicación anterior y que el OP no ha estado en este sitio por un tiempo. Estoy respondiendo para compartir información que puede ser útil para otros.

Parece que en las comunidades de entusiastas de RC, FPV y drones, una antena de "hoja de trébol" es muy popular para aplicaciones de transmisión de vida en vuelo.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Puede encontrar mucha información, planos de diseño y tiendas utilizando su motor de búsqueda favorito.

Alguna información aquí y aquí (No tengo afiliación con ningún producto, comercialmente o de otra manera)

Hay varios beneficios de esta antena.

Tiene polarización circular, lo que significa que no tiene que "alinear" exactamente la antena receptora como lo haría con una antena polarizada lineal (H o V). Lo mejor es recibir con una antena polarizada circular, por supuesto.

Las señales polarizadas circulares tienen la ventaja de que tienen "mejores propiedades de penetración" en comparación con las señales polarizadas lineales. Por lo tanto, mejora su recepción incluso cuando hay objetos, árboles, edificios (hasta cierto punto) en la ruta de la señal. Probablemente sea esto lo que hace que la antena sea popular para aplicaciones como las publicadas aquí.

HH.

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