2024年11月Elrs发布了3.5.3固件,完善了XrossBand模式,至此Elrs已经衍生出了非常丰富的工作特性,为了方便理解这些复杂的天线模式,特此写一篇文章进行汇总,仅作个人学习记录,如有纰漏之处还请指教。
一、单天线收发模式
高频头和接收机都是单天线单频,最普通的Elrs工作模式。
二、双天线分集接收模式
此模式的主要特征是接收机有两根接收天线,但是只有一个射频IC,在固定的时间间隔内来回切换两根天线接收信号,同一时间只有一个天线在工作.
三、双天线真分集接收模式(True Diversity)
此模式的主要特征是接收机有两根接收天线,同时有两个同频率的射频IC,两个天线同时工作,可以搭配单天线单射频IC的高频头使用。“同时工作”指以同频率同时接收相同的数据包,并选择质量好的一个进行解析。
DVDA模式
考虑到某些极端情况下,假如高频头在某个时刻发送的数据包被干扰破坏了,那么无论单天线或者双天线分集接收机,都无法有效接收到这个数据包。
为了解决这个问题,ELRS3.0还在FLRC模式1000Hz的基础上引入了Déjà Vu Diversity Aid (DVDA)模式(它就叫做逮虾户)。
DVDA模式有D500和D250两个选项,原理是将相同数据包发送2次或4次,增加了冗余性,防止单个数据包被破坏后的丢包问题,使得链路更稳定,但是该模式下刷新率会有一定牺牲。
四、Gemini模式
Gemini模式是建立在真分集接收机的硬件基础上,而且高频头也必须是双射频IC的分集发射。
ELRS 3.2固件中进入真分集接收机的脚本,会发现多了一个RX Mode选项来切换Diversity(分集)和Gemini模式。
Gemini模式分为单频和双频两种。
双天线单频Gemini模式
双天线单频Gemini高频头与双天线单频Gemini接收机搭配使用,2.4G时两个天线会以相差40Mhz的频率同时工作,915M时两个天线会以相差10Mhz的频率同时工作。“同时工作”指以不同频率同时接收相同的数据包,即使丢了一个也还有一个。
双天线双频Gemini
此模式的主要特征:
- 接收机有两根接收天线,每根接收天线都是双频天线
- 接收机有两个射频IC,A射频IC只负责2.4G收发,B射频IC只负责915收发,接收机同理。
使用Gemini模式,意味着你可以在不同频率、不同天线上同时接收到相同的数据包。在一些无线电环境比较复杂的地方也可以稳定飞行。
即使数据包在该频率上被破坏了,或者因为天线接收盲区而丢包,也可以最大程度保证在另外一个频率上稳定接收数据包,并且还能够使用最高1000Hz的高刷新率。
五、Gemini XrossBand(简称Gemini X)
Gemini X模式的推出得益于硬件的进步,其使用的LR1121射频IC相较于SX1280/SX1281射频IC最大的特点是支持双频调制,以RadioMaster的 Nomad双频高频头为例,其采用两个LR1121射频IC,两路射频都支持2.4G和915Mhz,两根天线都是双频天线。同理接收机的IC和天线也是如此。
具体模式如下:
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高频头在Gemini X模式下,搭配Gemini X接收机使用时,两根天线的工作频率可以根据实际信号情况自主动态切换,也就是说可以2.4+915,915+2.4,2.4+2.4,915+915。接收机同理。
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高频头在Gemini X模式下,与2.4G单频接收机搭配使用,那么两个天线都是2.4G发射,915M同理;
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高频头在Gemini X模式下,与单频Gemini接收机搭配使用,2.4G时两个天线会以相差40Mhz的频率工作,915M时两个天线会以相差10Mhz的频率工作。此时Gemini X也就相当于普通的单频Gemini高频头,或者说其工作在单频Gemini模式下。
另外也支持单天线单频模式,可以在Lua脚本中指定任一天线以任一频率(2.4或915)进行发射。这就和普通的单频高频头一样了,相当于同时拥有一个2.4高频头和一个915高频头,可以对频普通的单频接收机。
Gemini X高频头还有一个Switch模式,哪边天线信号强就使用哪边工作,同一时间只有一个天线工作,但可以根据信号情况自动切换。
由此可以得出,Gemini Xross Band高频头在硬件和固件上都是向下兼容的,可以通吃以前的所有Elrs接收机。
以上就是关于当前版本中Elrs天线模式的介绍,个人理解,如有不当之处请指出。
参考
高性能开源无线电控制链路 - ExpressLRS
浅谈ELRS 3.x中的True Diversity、DVDA和Gemini模式 - 哔哩哔哩
硬核科普ELRS新科技,2.4G+915MHz双频融合接收机是什么?_哔哩哔哩_bilibili
ELRS新技术突破!2.4+915双频Gemini X高频头讲解_哔哩哔哩_bilibili
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