FPVアンテナの概要

ビデオトランスミッター（VTX）アンテナは、ドローンのビデオフィードをゴーグルに送り返すFPV体験の影の立役者です。私は、密集した森林から開けた野原まで、さまざまな環境で長年飛行してきた経験から、アンテナの選択とセットアップが、クリスタルクリアなビデオとイライラするようなノイズの違い、さらには最悪の場合、ドローンを失うことになるかもしれないことを学びました。この包括的なガイドでは、VTXアンテナ技術、偏波タイプ、放射パターン、選択基準、そして私の広範な実地経験に基づいたインストールのベストプラクティスを探求します。

VTXアンテナの紹介

私が初めてFPVを始めたとき、すべてのアンテナは平等に作られていると単純に考えていました。この教訓は、ビデオ信号を失い、ビデオトランスミッターに付属のストックアンテナを選んだために高価なビルドを墜落させた後、痛い目に遭って学びました。FPVドローンでは、アンテナはVTX自体と同じくらい重要です。おそらくそれ以上かもしれません。

VTXアンテナは、ビデオトランスミッターからの電気信号を空中を伝播する電波に変換する特殊なデバイスです。これらの電波は、ゴーグルやグランドステーションの対応するアンテナによって捕捉されます。このアンテナの品質、タイプ、設置は以下に直接影響します。

1. レンジ: 使用可能なビデオフィードを維持しながら飛行できる距離。ストックのダイポールから高品質の円偏波アンテナにアップグレードするだけで、私の有効範囲は2倍になりました。
2. 信号品質: ビデオフィードの明瞭さと安定性。品質の良いアンテナと悪いアンテナの違いは、ゴーグルですぐにわかります。初めてアップグレードしたときの「ワオ」の瞬間は今でも覚えています。
3. マルチパス処理: 信号の反射にシステムがどれだけうまく対処するか。無数のビルや森を飛び回った後、私はこれが複雑な環境でビデオを維持するために重要だと感じています。
4. 貫通: 信号が障害物をどれだけ効果的に通過するか。劣悪なアンテナでは完全に遮断されていたであろう木々やビルの後ろを飛んだことがあります。
5. 放射パターン: 信号のカバレッジ領域の3次元的な形状。これを理解することで、ドローンの向きを大きく変えるアクロバット飛行をする際に、ビデオを維持するためにアンテナを最適な位置に配置することができました。

FPVアンテナの進化

私は長年にわたってFPVアンテナの目覚ましい進化を目の当たりにしてきました。

• 初期（2010-2013年）: シンプルなリニアダイポールが主流でした。ユーザーは指向性の制限と貧弱なマルチパス処理に常にいら立っていました。
• 円偏波の採用（2013-2015年）: クローバーリーフとスキュー平面ホイール設計が趣味を一変させました。私の最初のクローバーリーフアンテナは啓示でした。突然、それまでは完全な信号損失を引き起こしていた障害物の後ろを飛べるようになったのです。
• パゴダ時代（2016-2018年）: よりコンパクトで耐久性の高い設計が登場しました。私は性能と耐久性の優れたバランスのために、一部のビルドにパゴダを使用しています。
• 現代のダイバーシティ（2018年～現在）: 特定の目的のための特殊な設計とハイブリッドシステム。私の現在のセットアップでは、さまざまなシナリオでパフォーマンスを最大化するために、複数のアンテナタイプを組み合わせて使用しています。
• 指向性の革新（2020年以降）: 長距離用の高度に特殊化された指向性アンテナ。私は、長距離ビルドに高品質の無指向性アンテナを組み合わせたグランドステーションにヘリカルアンテナを使用して、5km以上の範囲を実現しました。

この進歩により、より洗練された性能特性を備えた、より小型で効率的なアンテナが生まれました。私は、わずかな墜落で壊れてしまうような大きくて壊れやすい設計から、あらゆる面で前任者の性能を上回るコンパクトでほぼ破壊不可能なアンテナへと移行しました。

アンテナ動作の基本原理

アンテナの仕組みを理解することで、ビルドに最適な選択ができるようになりました。基本原理について学んだことをシェアしましょう。

周波数と波長

周波数と波長の関係は、アンテナ設計にとって重要です。

• 5.8GHz帯: FPVで最も一般的な周波数で、波長は約52mmです。私はレンジとアンテナサイズの優れたバランスのために、ほぼこの周波数帯で飛行しています。
• 2.4GHz帯: ビデオには一般的ではありませんが、障害物の貫通性が優れており、波長は約125mmです。私は密集した森林でこの周波数帯を試してみて良い結果を得ましたが、アンテナが大きいため損傷しやすいです。
• 1.3GHz帯: 長距離用途に使用され、波長は約230mmです。私はこの周波数帯を最大の貫通力が必要な極端な長距離ビルドのために確保しています。

アンテナの長さは通常、波長に関連しており、通常は1/4、1/2、またはフル波長の設計になっています。この関係を理解することで、特定のシナリオでなぜ特定のアンテナがより良いパフォーマンスを発揮するのかを説明するのに役立つことがわかりました。

インピーダンス整合

VTXとアンテナ間の適切なインピーダンス整合は、最大電力伝送に不可欠です。

• 標準インピーダンス: 通常、FPV機器では50オームです。私は常にアンテナとケーブルがこのインピーダンスを維持するようにしています。
• VSWR（電圧定在波比）: アンテナがどれだけうまく整合しているかを測定します。壊れたアンテナによる高いVSWRでVTXを損傷させた後、私は今では高価なビルドでこのパラメータを定期的にチェックしています。
• ミスマッチの影響: 電力反射、効率の低下、VTXの損傷の可能性。私はこの教訓を高い代償で学びました。整合の取れていないアンテナは、時間とともにビデオトランスミッターを破壊する可能性があります。

放射パターン

信号のカバレッジの3次元的な形状。

• 無指向性: 水平面のすべての方向に放射します。私はドローンの向きが常に変化するフリースタイルやレースでこれらを使用します。
• 指向性: 特定の方向にエネルギーを集中させます。私はドローンの方向での受信を最大化するために、長距離飛行のグランドステーションでこれらを使用します。
• 放射ローブ: 信号が強くなったり弱くなったりする領域。これらのパターンを理解することで、私のフライトスタイルに基づいて最適なカバレッジを得るためにアンテナを配置することができました。

VTXアンテナの種類

長年にわたり、私は利用可能なほぼすべてのタイプのVTXアンテナを使用してきました。それぞれに異なるアプリケーションに対する長所と短所があります。

直線偏波アンテナ

最もシンプルなアンテナ設計で、信号が単一平面で振動します:

ダイポール（ストレートホイップ）

• 設計: シンプルなストレートワイヤー、通常は1/4波長または1/2波長。これらは私が始めた頃に使用した最初のアンテナでした。
• 放射パターン: ドーナツ型で、両端にヌルがあります。私はすぐに、アンテナの端をグランドステーションに向けることを避けることを学びました。これは、フリップ中にビデオを失ったためにドローンを失うという教訓でした。
• 利点: シンプル、軽量、安価。私は今でも緊急交換用にいくつかをフィールドキットに保管しています。
• 欠点: マルチパス処理が不十分、指向性の制限。円偏波アンテナにアップグレードした後、私は本格的なフライトのためにダイポールに戻ることは決してありませんでした。
• 最適な用途: 絶対的な初心者、緊急バックアップ。私はこれらを、より良いオプションに投資する前に、ラインオブサイトでの飛行を学ぶための初心者用アンテナとしてのみ推奨します。

モノポール（グランドプレーン付きホイップ）

• 設計: グランドプレーンを備えた単一素子。私はこれらを、1グラムごとが重要な超軽量ビルドで使用しました。
• 放射パターン: ダイポールと似ていますが、グランドプレーンがパターンに影響を与えます。私の経験では、パターンは真のダイポールよりもわずかに半球状でした。
• 利点: 非常に軽量でシンプル。私のマイクロビルドではしばしばこれらを使用して重量を節約します。
• 欠点: ダイポールと同様の制限。私は通常のダイポールと同じマルチパスの問題を経験しました。
• 最適な用途: 重量が重要なマイクロビルド。私はこれらを、性能よりも重量の最小化が重要な100g未満のビルドで使用します。

円偏波アンテナ

これらのアンテナは、時計回り（RHCP）または反時計回り（LHCP）のいずれかで円形パターンで回転する信号を持っています:

スキュープレーナーホイール

• 設計: ホイール構成のローブ。耐久性が向上したため、クローバーリーフからこれらに切り替えました。
• 放射パターン: クローバーリーフと非常によく似ていますが、上下のカバレッジがわずかに優れています。真上を飛行するときにわずかにパフォーマンスが向上することに気づきました。
• 利点: クローバーリーフよりも耐久性が高く、優れた放射パターン。クローバーリーフを破壊していたような衝突にも耐えました。
• 欠点: わずかに大きく重い。重量差は最小限ですが、非常に軽量なビルドでは顕著です。
• 最適用途: 耐久性のある汎用性。パフォーマンスと耐久性のバランスが優れているため、日常的なフライトでは定番のアンテナになりました。

クローバーリーフ

• 設計: クローバーパターンに配置されたローブ。ダイポールからの最初のアップグレードで、劇的な改善がありました。
• 放射パターン: わずかに前方に偏った、ほぼ球形。フリースタイルフライトに対して優れたオールラウンドのカバレッジを提供することがわかりました。
• 利点: 良好な全方向性カバレッジ、優れたマルチパス除去。ダイポールからこれらに切り替えたとき、ビデオ品質がすぐに向上しました。
• 欠点: 比較的壊れやすく、サイズが大きい。衝突時にこれらのアンテナのローブを無数に壊しました。
• 最適用途: 一般的な飛行、フリースタイル。数年間、すべてのフリースタイルビルドでこれらを排他的に使用しました。

パゴダ

• 設計: コンパクトなフォームファクターの積層円形素子。最初に登場したときは懐疑的でしたが、テストの後に信者になりました。
• 放射パターン: 優れた軸比の全方向性カバレッジ。テストした全方向性アンテナの中で最も一貫したカバレッジを持っていることがわかりました。
• 利点: コンパクト、耐久性、優れたパフォーマンス。すぐに、ほとんどのアプリケーションで私のお気に入りのアンテナになりました。
• 欠点: 複雑な構造により品質管理が重要。安価なクローンは本物のバージョンと比べてひどいパフォーマンスでした。
• 最適用途: コンパクトなパッケージでのオールラウンドなパフォーマンス。現在、ほとんどのビルドでこれらを使用しています。特に耐久性とパフォーマンスが同等に重要な場合。

スタビー / マッシュルーム

• 設計: 超コンパクトな円偏波設計。初めて試したときは、このような小さなアンテナがこれほどうまく機能するとは驚きました。
• 放射パターン: 完璧な円形性を多少犠牲にした良好な全方向性カバレッジ。極端な角度で、大型設計と比較してわずかにパフォーマンスが低下することに気づきました。
• 利点: 非常に耐久性があり、非常にコンパクト。他のどのタイプのアンテナも破壊していたような衝突に耐えました。
• 欠点: 大型のCPアンテナと比較して、わずかにパフォーマンスが低下。良質なパゴダと比較して、有効範囲が約10〜15%減少しました。
• 最適用途: 耐久性が最も重要なレースや状況。現在、すべてのレースビルドでこれらを使用しています。わずかなパフォーマンスの低下は、ほぼ破壊不可能であることに値します。

指向性アンテナ

これらは、範囲を増やすために特定の方向に信号を集中させます:

パッチアンテナ

• 設計: 内部素子を持つフラットパネル。私は中距離の指向性カバレッジのために、地上局でこれらを使用しています。
• 放射パターン: 通常60〜120度のビーム幅で一方向に集中。私の経験では、これらは一定の照準を必要とせずに、指向性ゲインのバランスが良いことがわかりました。
• 利点: 中程度のゲイン（通常5〜9dBi）、比較的コンパクト。正しい方向を向いていれば、無指向性アンテナの約2倍の範囲を提供します。
• 欠点: 機体に向けて指向する必要があります。パッチアンテナで自分の後ろを飛行中にビデオを失ったことがあります。
• 最適用途: 中距離フライト用の地上局。私はほとんどのフライトセッションでダイバーシティセットアップの一部としてパッチを使用しています。

ヘリカルアンテナ

• 設計: ヘリックスを形成するコイル状のワイヤー。地上局にヘリカルを初めて追加したときの到達範囲の改善に驚きました。
• 放射パターン: 通常30〜50度の高集束ビーム。私の経験では、狭いビームはより能動的な追跡を必要としますが、非常に優れた範囲を提供します。
• 利点: 高利得（通常7〜14dBi）、優れた範囲。私の最長フライトはすべて、地上局でヘリカルアンテナを使用して達成されました。
• 欠点: 狭いビームは正確な指向を必要とし、サイズが大きくなります。これらのアンテナを最大限に活用するには、優れた追跡スキルを身につける必要がありました。
• 最適用途: 長距離の地上局での使用。私は2km以上のフライトに7ターンのヘリカルを使用しています。

八木アンテナ

• 設計: 導波器と反射器を備えた駆動素子。私はこれらを試してみましたが、一般的に最大範囲のためにヘリカルを好みます。
• 放射パターン: ヘリカルと同様の集束ビームですが、特性が異なります。私の経験では、パターンは少し広いですが、同等のヘリカルよりも最大利得は低くなります。
• 利点: 高利得、優れた指向特性。信号経路の軽い障害物を優れた貫通力で通過します。
• 欠点: 大きなサイズ、正確に指向する必要があります。私の経験では、サイズが大きいため野外での使用には不向きです。
• 最適用途: 固定地上局の設置。私は定期的なフライトスポットで、これらを永続的に取り付けることができます。

ハイブリッドおよび特殊設計

現代のアンテナ革新により、特定の目的のための特殊設計が生まれました:

クロスヘア / X-Air

• 設計: コンパクトな形状で複数の素子を組み合わせたもの。当初は懐疑的でしたが、驚くほどよく機能することがわかりました。
• 放射パターン: 優れた軸比で優れた無指向性カバレッジ。私のテストでは、これらは高品質のパゴダと非常によく似た性能を示しました。
• 利点: 耐久性、優れた性能、コンパクト。頻繁にクラッシュするビルドで人気が出てきました。
• 欠点: メーカーによって性能が大きく異なる可能性があります。この設計には優れたものと最悪なものがありました。
• 最適用途: 耐久性のある汎用性。私は多くのビルドでパゴダと交換可能に使用しています。

ダイバーシティアンテナシステム

• 設計: 異なる特性を持つ複数のアンテナを同時に使用。私の地上局は3つのアンテナダイバーシティセットアップを使用しており、長距離飛行体験を一変させました。
• 利点: さまざまなアンテナタイプの利点を組み合わせます。円偏波アンテナの無指向性カバレッジと、指向性アンテナの範囲を得ることができます。
• 欠点: より複雑で、ダイバーシティ受信機が必要。追加のコストと複雑さは重要ですが、本格的なフライトには価値があります。
• 最適用途: 最高のパフォーマンスを求める上級パイロット。私のすべての本格的な長距離およびフリースタイルセッションでは、ダイバーシティ受信を使用しています。

偏波とその重要性

アンテナの偏波は性能に大きく影響します。これは多くの初心者が高価な間違いを犯す分野です。私も確かにそうでした。

直線偏波と円偏波

直線偏波

• 信号特性: 電界が単一平面で振動します。私の初期のダイポールアンテナはこの単純な偏波を使用していました。
• 利点: シンプルさ、アンテナが完全に一致している場合の理論的な到達範囲のわずかな向上。完璧な条件下で約3dBの利点を測定しました。
• 欠点: アンテナの不一致による深刻な信号損失、マルチパス特性の低下。直線偏波アンテナでアクロバット飛行をすると、ビデオ映像が常に途切れました。
• 実用上の意味: アンテナの一致を維持する必要があります。アクロバット的なドローンでは実際上ほぼ不可能です。

円偏波

• 信号特性: 電界が円形パターンで回転します。これを初めて経験したときは驚きでした。
• 利点: アンテナの向きに関係なく信号を維持し、マルチパス特性に優れています。最も過酷な機動中でもビデオ映像が安定していました。
• 欠点: 理論上の最大到達範囲がわずかに減少（約3dB）。私の経験では、このトレードオフは十分に価値がありました。
• 実用上の意味: FPVでは実世界のパフォーマンスが格段に優れています。本格的なFPV飛行には円偏波が不可欠だと考えています。

RHCPとLHCP

回転方向が重要です:

• RHCP（右旋円偏波）: 時計回り。シンプルさのために、私の全機器をRHCPに統一しました。
• LHCP（左旋円偏波）: 反時計回り。一緒に飛行するとき、干渉を減らすために使用するパイロットもいます。
• 一致の重要性: 送信機と受信機は同じ偏波を使用する必要があります。RHCPとLHCPを混在させると20dB（99％）の信号損失になることを痛感しました。
• 干渉の排除: パイロットごとに逆の偏波を使用すると干渉が減ります。グループ飛行では、半数のパイロットがRHCP、残りがLHCPを使うよう調整します。

軸比と品質

円偏波アンテナの品質にはばらつきがあります:

• 軸比: 偏波がどれだけ完全な円であるかの尺度。数十本のアンテナをテストし、安価なアンテナは軸比が悪いことが多いと分かりました。
• 高品質な構造: 素子のサイズと間隔の精度が重要です。見た目が同じアンテナでも、製造品質によって性能が大きく異なることがありました。
• 性能への影響: 軸比が悪いとマルチパス特性と偏波の利点が減少します。高品質と低品質の円偏波アンテナの性能差は劇的で、同等の品質の異なる設計間の差よりはるかに大きいです。

アンテナ利得と放射パターン

利得と放射パターンを理解することで、様々な飛行シナリオに適したアンテナを選べるようになりました。

アンテナ利得の理解

利得はよく誤解されていますが、電力を生成するのではなく、再配分するのです:

• dBi評価: 等方性放射体と比較したデシベル値。私は2dBi（無指向性）から14dBi（高指向性）までのアンテナを使用してきました。
• トレードオフ: 利得が高いほどパターンが集中します。利得が高いほど良いわけではなく、飛行スタイルに完全に依存することを学びました。
• 実用上の意味: 利得が高いほど特定方向の到達範囲が長くなります。長距離飛行では、地上局に高利得の指向性アンテナ、ドローンに中程度の利得の無指向性アンテナを使用します。

無指向性と指向性のパターン

放射パターンは使い勝手に大きく影響します:

• 無指向性のカバレッジ: 水平面のすべての方向に均等な信号。ドローンの向きが常に変化するため、ドローンには無指向性のみを使用します。
• 指向性の集中: 特定の方向に信号を集中させます。ドローンの方向に向けられる地上局ではこれを使用します。
• 実用的な用途: 使用シナリオに合わせたパターン。私の典型的なセットアップでは、ドローンに無指向性アンテナ、地上にダイバーシティ受信機と無指向性および指向性アンテナを使用します。

アンテナの設置と向き

アンテナをどこにどのように取り付けるかは非常に重要です:

• 最適な位置：導電性の材料や干渉源から離れていること。私は常にアンテナをカーボンファイバーやその他の電子機器から少なくとも20mm離して取り付けます。
• 方向性に関する考慮事項：飛行経路に対する放射パターン。私はドローンにアンテナを垂直に配置し、ほとんどの飛行シナリオで最適な放射パターンになるようにしています。
• 複数アンテナのセットアップ：ダイバーシティシステムの間隔と配置。私のグランドステーションでは、ダイバーシティの利点を最大限に引き出すため、アンテナ間の間隔を少なくとも1波長（5.8GHzで52mm）確保しています。

適切なVTXアンテナの選択

適切なアンテナの選択は、特定のニーズと飛行スタイルによって異なります。数え切れないほどの組み合わせを試した結果、私のおすすめは以下の通りです。

レーシングドローン用

優先事項：耐久性、軽量性、一貫した短距離性能

推奨される特徴：

• タイプ：スタビー/マッシュルーム型の円偏波。レース中の頻繁なクラッシュに耐えながら、適切な性能を発揮することがわかりました。
• 偏波：円偏波（RHCPまたはLHCP）。私はRHCPに標準化していますが、可能な限り他のレーサーと調整して反対の偏波を使用します。
• ゲイン：低～中程度（2～3dBi）。レーシングの距離ではより高いゲインは必要ありませんし、アグレッシブな機動中はかえってパフォーマンスを低下させる可能性があります。
• 取り付け：保護された位置、安全な取り付け。私は、適切な方向を維持しながらアンテナを保護するマウントを使用しています。

例：

• TrueRC Singularity Stubby。私のレース機では数え切れないほどのクラッシュに耐えてきました。
• Lumenier AXII Shorty。コンパクトで耐久性のあるパッケージに優れたパフォーマンスを発揮します。
• Foxeer Lollipop Mini。驚くほど性能の良い、お手頃価格のオプションです。

フリースタイルドローン用

優先事項：バランスの取れたパフォーマンス、適度な耐久性、マルチパス環境への適応性

推奨される特徴：

• タイプ：パゴダまたは高品質なクローバーリーフ/スキュープレーナー。私はパゴダを好んで使用します。パフォーマンスと耐久性のバランスが優れているからです。
• 偏波：円偏波（RHCPまたはLHCP）。アクロバット飛行中にビデオを維持するには、円偏波が不可欠です。
• ゲイン：中程度（2.5～3.5dBi）。大きなデッドゾーンなしに、優れたオールラウンドのカバレッジを提供します。
• 取り付け：ある程度の保護を備えた垂直方向。私はパフォーマンスを損なうことなく、ある程度のクラッシュ保護を提供する3Dプリントマウントを使用しています。

例：

• TrueRC Triumph。私のフリースタイル用の定番アンテナです。優れたパフォーマンスと驚くほどの耐久性を備えています。
• Lumenier AXII 2。優れた耐久性と卓越したパフォーマンス。
• ImmersionRC SpiroNet。長年使われてきた定番品で、今でも高い性能を発揮します。

ロングレンジ/シネマティックドローン用

優先事項：最大レンジ、信頼性、信号品質

ドローンアンテナの推奨事項：

• タイプ：高品質の円偏波（パゴダまたはアキシャル）。私のロングレンジ機には、見つけられる最高の無指向性アンテナを使用しています。
• 偏波：円偏波（地上局と一致）。最大レンジを得るには、偏波の一致を維持することが重要です。
• ゲイン：中程度（3～4dBi）。フリースタイルアンテナよりもわずかに高いゲインで、カバレッジを損なうことなくより良いレンジを実現します。
• 取り付け：見た目を気にせず最適な位置に。最高のパフォーマンスを得るために、ルックスよりも完璧な位置決めを優先します。

地上局の推奨事項：

• タイプ：指向性アンテナと無指向性アンテナを組み合わせたダイバーシティセットアップ。私のロングレンジ地上局では、パッチ、ヘリカル、無指向性アンテナを使用したトリプルダイバーシティセットアップを採用しています。
• 指向性オプション：中距離用のパッチ（5～9dBi）、最大レンジ用のヘリカル（7～14dBi）。2km以上の飛行には7ターンのヘリカルを使用します。
• 追跡に関する考慮事項：最大レンジのためのアクティブトラッキング。極端なレンジでは、モーター駆動のアンテナトラッカーを使用します。

例：

• ドローン：TrueRC X-Air。適度な耐久性のパッケージで優れたパフォーマンスを発揮します。
• 地上局（無指向性）：TrueRC Triumph Pro。私がテストした中で最高のパフォーマンスを発揮する無指向性アンテナです。
• 地上局（指向性）：VAS 8ターンヘリカル。適切に狙いを定めれば、並外れたレンジを提供します。

マイクロビルド用

優先事項：サイズ、重量、適度なパフォーマンス

推奨される特徴：

• タイプ：重量制限に応じてスタビーまたはダイポール。最小限のビルドでは、可能な限りすべてのグラムを節約するために、単純なダイポールを使用することもあります。
• 偏波：可能な限り円偏波、重量が重要な場合は直線偏波。私は、絶対にすべてのグラムが重要でない限り、小型ビルドでも円偏波を好んで使用します。
• ゲイン：低（2～2.5dBi）。マイクロビルドの典型的なレンジを考えると、より高いゲインは有益ではありません。
• 取り付け：一体型または最小限のマウント。最小限のビルドでは、熱収縮チューブを使ってアンテナを固定することがよくあります。

例：

• TrueRC Singularity Nano。小さなパッケージで驚くほど良好なパフォーマンスを発揮します。
• Foxeer Lollipop Nano。マイクロビルド用の優れた低価格オプションです。
• 純正ダイポール（重量が絶対的に重要な場合）。私は代替案がない場合にのみ使用します。

初心者向け

優先事項：耐久性、価値、一貫したパフォーマンス

推奨される特徴：

• タイプ：耐久性のある円偏波（スタビーまたは保護されたデザイン）。学習中のクラッシュに耐えられるアンテナをおすすめします。
• 偏波：一貫したパフォーマンスのための円偏波。これにより、学習中の変数を1つ排除できます。
• ゲイン：中程度（2.5～3dBi）。あまり指向性が強すぎることなく、良好なカバレッジを提供します。
• 取り付け：保護された位置に安全に取り付け。初心者は絶対的なパフォーマンスよりも耐久性に重点を置くべきです。

例：

• Foxeer Lollipop。優れたパフォーマンスと価格のバランスに加え、良好な耐久性を備えています。
• XILO Stump。ほぼ破壊不可能な優れた初心者用アンテナ。
• iFlight Crystal。適度なパフォーマンスを備えた良質な低価格オプション。

アンテナの設置とセットアップ

最適なパフォーマンスを得るには、適切な設置が不可欠です。私は何年もの試行錯誤を通じて、これらのベストプラクティスを開発してきました。

マウントに関する考慮事項

機体上の位置

• 垂直方向：ほとんどの飛行スタイルに最適です。私は全ての無指向性アンテナを垂直にマウントし、放射パターンが典型的な飛行パターンと一致するようにしています。
• 導電性材料からのクリアランス：カーボンファイバー、金属、電子機器から少なくとも20mm離すこと。アンテナを導電性材料に近づけすぎると、性能が大幅に低下することを測定しています。
• 保護 vs 性能：理想的な位置と墜落保護のバランスを取ること。私のフリースタイルビルドでは、適切な位置を維持しながらある程度の保護を提供する3Dプリントマウントを使用しています。
• 複数アンテナ構成：ダイバーシティのための適切な間隔と方向。複数のアンテナを使用する場合、少なくとも1波長（5.8GHzで52mm）離すようにしています。

コネクタの種類と品質

• SMA vs MMCX vs U.FL：耐久性とサイズのトレードオフ。ほとんどのビルドではSMAを使用し、コンパクトなビルドではMMCXを使用し、サイズ制約上絶対に必要な場合のみU.FLを使用します。
• コネクタの品質：信号の整合性と耐久性への影響。コネクタの品質で妥協してはいけないことを学びました。安価なコネクタは故障の一般的な原因です。
• 適切な取り付け：正しいトルクとひずみ緩和。私はSMAコネクタを手でしっかりと締めますが、コネクタを損傷する可能性のある工具は決して使用しません。

コネクタの詳細情報については、以下を参照してください：
RFコネクタの種類の概要

ケーブルに関する考慮事項

• 長さと損失：短いほど良い。mmごとに損失が加わります。特に5.8GHzでは損失が大きいため、実用的に可能な限りケーブルを短くしています。
• 品質とシールド：高品質のケーブルは違いを生みます。広範なテストの結果、品質の高いケーブルは有効範囲に10〜15％の差をもたらすことがわかりました。
• 耐久性のための配線：ひずみ緩和と保護。コネクタへの応力を防ぐため、必ずサービスループを設け、ケーブルを固定します。

地上局のセットアップ

• ダイバーシティ受信機の構成：相補的なアンテナタイプ。私の典型的な地上セットアップでは、無指向性アンテナと指向性アンテナを組み合わせて使用します。
• 最高の受信のための位置決め：高さと向きが重要。マルチパス問題を減らすため、地上局のアンテナを地上から少なくとも1.5m以上の高さにマウントしています。
• 追跡オプション：手動 vs 自動。カジュアルな飛行では手動位置決めを使用しますが、本格的な長距離飛行では自動アンテナトラッカーを使用します。

VTXアンテナ技術の将来動向

アンテナの状況は進化し続けています。最先端のコンポーネントのテストとメーカーとの議論に基づき、私は物事が次のように進んでいくと考えています：

ハードウェアの進歩

• 性能を維持した小型化：より高性能な小型アンテナ。現在のデザインより30％小さく、同等以上の性能を持つ試作アンテナをテストしています。
• より耐久性の高い材料と構造：墜落に耐えるタフなアンテナ。テストした最新世代のアンテナは、以前のデザインでは破壊されていたような衝撃に耐えることができます。
• 統合設計：他のコンポーネントに組み込まれたアンテナ。キャノピーやフレーム要素に統合されたアンテナの有望な試作品を見てきました。
• スマートアンテナ：電子的に調整可能な特性。テストした初期の試作品は、放射パターンを電子的に適応させることができます。
• マルチバンド機能：複数の周波数帯をカバーする単一アンテナ。2.4GHzと5.8GHzの両方で同等に機能するアンテナを現在テストしています。

ソフトウェアとシステム統合

• アンテナダイバーシティの改善：より良い切り替えアルゴリズム。テストした最新のダイバーシティ受信機は、どのアンテナを使用するかについてはるかに知的な決定を下します。
• 動的インピーダンス整合：最適なパフォーマンスのための自動チューニング。アンテナの性能に影響を与える近くの物体を補償できる初期の実装を見てきました。
• フライトコントローラーとの統合：飛行データに基づくアンテナ位置の最適化。実験的なシステムの中には、ドローンの姿勢と位置に基づいてダイバーシティの設定を調整するものがあります。
• ビームステアリング：電子制御による指向性特性。軍事由来の技術がハイエンドのFPVシステムに登場し始めています。

私の経験からのプロのヒント

何十ものアンテナ構成で何千もの飛行を行った後、マニュアルには載っていない私の苦労して得た洞察を以下に示します：

• 品質がデザインよりも重要：私は一貫して、高品質なシンプルなアンテナが、低品質な複雑なアンテナよりも優れた性能を発揮することを確認しています。最新のデザインを追求するのではなく、評判の良いメーカーの高品質なアンテナに投資しています。
• 常にスペアを携帯する：アンテナの故障は、飛行日を即座に終わらせる可能性があります。私は、使用する各タイプのアンテナを少なくとも2つのスペアと、フィールドで交換するために必要なツールを携帯しています。
• アンテナを飛行スタイルに合わせる：「最高の」アンテナは、完全にあなたがどのように飛行するかに依存します。私のレーシングビルドは、フリースタイルビルドとは異なるアンテナを使用し、ロングレンジビルドとも異なるアンテナを使用します。
• 円偏波は費用に見合う価値がある：実際の条件下での円偏波のパフォーマンス上の利点は劇的です。私は高品質な円偏波アンテナに余分にお金を払ったことを後悔したことはありません。直線偏波アンテナでは失われていたであろう無数のフライトを救ってくれました。
• コネクタを定期的にチェックする：コネクタの問題は一般的な故障点です。私は各飛行セッション前にすべてのアンテナコネクタを点検します。緩んだ接続は、トラブルシューティングが非常に難しい断続的なビデオ問題を引き起こす可能性があります。
• アンテナプロテクターを使用する：シンプルな3Dプリントプロテクターは、私に何百ドルもの交換コストを節約してくれました。私は、パフォーマンスを損なうことなく保護を提供するカスタムプロテクターをすべてのビルドに設計しています。
• 偏波を標準化する：私は誤ったミスマッチを避けるために、すべての機器をRHCPに標準化しました。RHCPとLHCPアンテナを混同した唯一の時は、著しく範囲が減少したためドローンを失いました。
• カーボンファイバーからの適切な間隔を維持する：カーボンファイバーはRF信号を大幅にブロックします。私は常に、アンテナとカーボンファイバー部品の間に少なくとも20mmのクリアランスを維持します。
• 地上局にダイバーシティを検討する：補完的なアンテナを備えたダイバーシティレシーバーは、ビデオの信頼性のための私の最高の投資でした。私の標準セットアップでは、全方向性アンテナと指向性アンテナを組み合わせて使用しています。
• 新しいアンテナを体系的にテストする：新しいアンテナを試す際、私は主観的な印象に頼るのではなく、制御された範囲テストを実施します。私はパフォーマンスを客観的に比較できる標準テストコースを開発しました。

アンテナの問題のトラブルシューティング

最高のアンテナでも問題が発生する可能性があります。私は一般的な問題を次のように診断し、対処します：

一般的な問題と解決策

範囲が狭い

症状:

• 予想よりも短い距離で信号が途切れる。私は、損傷したアンテナや低品質のケーブルを使用したときにこれを経験しました。
• パフォーマンスが一貫していない。これは多くの場合、部分的な故障や接続の問題を示しています。

解決策:

• アンテナ素子の物理的損傷を確認する。私は毎回の飛行セッション前にアンテナを目視点検します。
• コネクタの安全性と完全性を確認する。緩んだコネクタは範囲の問題の一般的な原因です。
• 既知の良好なアンテナでテストする。私は常にトラブルシューティング用のスペアアンテナを携帯しています。
• 干渉源を確認する。私は、送電線からワイヤレスカメラまで、あらゆるものが範囲の問題の原因であることを突き止めました。

干渉とノイズ

症状:

• ビデオに水平線やパターンが表示される。私はこれが多くの場合、電源システムのノイズによって引き起こされることを発見しました。
• 一貫したスロットル位置で信号が途切れる。これは通常、ESCノイズがビデオシステムに影響を与えていることを示しています。

解決策:

• ビデオシステムと電源システムの分離を改善する。私は可能な限りビデオ配線を電源配線から離しています。
• 電源システムにフィルタリングコンデンサを追加する。私はVTXと電力分配の両方の近くに低ESRコンデンサを使用しています。
• 敏感なコンポーネントを遮蔽する。極端な場合、私はノイズ源の周りに遮蔽を作成するために銅テープを使用しました。
• VTXチャンネルまたは帯域を変更する。周波数を変更するだけで干渉を減らすことができる場合があります。

物理的損傷

症状:

• アンテナ素子に目に見える損傷がある。私は曲がった、壊れた、または欠落した要素をチェックします。
• コネクタの損傷やゆるみ。コネクタはぐらつきなくしっかりと固定する必要があります。
• クラッシュ後のパフォーマンスの低下。これは、アンテナが外見上は問題なく見える場合でも、内部損傷を示していることがよくあります。

解決策:

• 損傷したアンテナはすぐに交換する。私は目に見えて損傷したアンテナで飛行することは決してありません。VTXを危険にさらす価値はありません。
• アンテナ保護を使用する。私のレースビルドはすべて保護マウントまたはカバーを使用しています。
• スペアを携帯する。私のフィールドキットには常に少なくとも2つのスペアアンテナがあります。

テストと検証

• 目視検査：毎回のフライト前に明らかな損傷がないかチェックします。私はアンテナの点検を含むフライト前ルーティンを開発しました。
• レンジテスト：パフォーマンスを検証するための制御されたテスト。私はシステムのパフォーマンスを検証するために、定期的に慣れ親しんだ場所でレンジテストを実施しています。
• VSWR測定：本格的なテストのために（専門機器が必要）。私の競技用およびロングレンジビルドでは、アンテナのパフォーマンスを検証するためにVSWRメーターを使用しています。
• サーモグラフィ：問題を示すホットスポットの特定。私はVTX/アンテナのマッチングの問題を特定するために熱画像カメラを使用したことがあります。

アンテナを交換するタイミング

アンテナは以下の場合に交換する必要があります：

• 物理的損傷が素子やコネクタに影響を与える場合。私は損傷の兆候が見られた時点でアンテナを交換します。
• 損傷が目に見えない場合でも、大きな衝撃を受けた後。私は、見た目は問題ないように見えても、クラッシュ後にパフォーマンスが低下したアンテナを持っていました。
• パフォーマンスが著しく低下した場合。範囲やビデオ品質が低下した場合は、常にまずアンテナを確認します。
• 重要なフライト前の予防的な交換。重要なフライトや競技会では、予防措置として新しいアンテナを取り付けることがよくあります。
• アクティブなパイロットの定期的な交換スケジュール。私は、目に見える状態に関係なく、最もよく使用するアンテナを6〜12か月ごとに交換しています。

FAQ：VTXアンテナに関するよくある質問

RHCPアンテナとLHCPアンテナの違いは何ですか？

RHCP（右旋円偏波）とLHCP（左旋円偏波）は、信号が回転する方向を指します：

• RHCP：信号がアンテナから離れるにつれて時計回りに回転します。これは私がすべての機器に使用しているより一般的な規格です。
• LHCP：信号がアンテナから離れるにつれて反時計回りに回転します。一部のパイロットは、他の人と一緒に飛行するときの干渉を減らすためにこれを使用します。

重要な点は、送信アンテナと受信アンテナの偏波が一致している必要があることです。私はRHCPアンテナとLHCPアンテナを誤って混在させたときに、20dB（99％）の信号損失を経験して、この教訓を身をもって学びました。ただし、異なるパイロットのシステム間で反対の偏波を使用すると、一緒に飛行するときの干渉を減らすのに役立ちます。

どちらの方向にもパフォーマンス上の利点はありません。選択は任意ですが、一貫性が不可欠です。私は単に混乱と偶発的な不一致を避けるために、すべての機器をRHCPに標準化しました。

純正アンテナではどのくらい飛行できますか？

ほとんどのVTXシステムに付属の純正アンテナは通常、基本的なダイポールまたは低品質の円偏波アンテナです：

• 一般的な範囲: 理想的な条件下で200～500メートル。私の経験では、ほとんどの純正アンテナはこの範囲を超えると苦戦します。
• 制限事項: マルチパス処理が不十分で、構造が脆弱なことが多い。純正アンテナを使用した初期のフライトでは、障害物の背後を飛行するとビデオが途切れがちでした。
• 改善の可能性: 高品質のアンテナにアップグレードすることで、有効範囲を2倍から3倍に拡大できます。私が最初に純正ダイポールから高品質の円偏波アンテナにアップグレードしたとき、同じVTX出力で使用可能な範囲が約300mから1km以上に増加しました。

私は、純正アンテナは初期テストまたは緊急用バックアップとしてのみ適していると考えています。新しいシステムでアップグレードする最初のコンポーネントであることがほとんどです。

フライングスタイルによって異なるアンテナが必要ですか？

はい、フライングスタイルによって、異なるアンテナ特性が有利になります:

• レース: 耐久性と一貫した短距離性能を優先します。レースでは、耐クラッシュ性のためにスタビー/マッシュルームデザインのみを使用しています。
• フリースタイル: 性能と適度な耐久性のバランスを取ります。私のフリースタイルビルドでは、優れたオールラウンド性能と適度な耐久性を備えたパゴダまたはクロスヘアアンテナを使用しています。
• ロングレンジ: 範囲と信号品質を最大化します。長距離フライトでは、ドローンに最高品質の全方向性アンテナを、地上局に指向性アンテナを使用します。
• プロキシミティ/バンド: マルチパス処理と障害物の貫通に重点を置きます。反射面が多い複雑な環境で飛行する場合、優れたアキシャル比を持つ高品質の円偏波アンテナが最も優れた性能を発揮することがわかりました。

私は、その日の計画に基づいて、異なるタイプの飛行に合わせて異なるアンテナ設定を維持し、切り替えています。

アンテナの品質はどれほど重要ですか？

アンテナの品質は非常に重要です。ビデオシステムの性能に影響を与える単一の要因としては、おそらく他のどの要因よりも重要です:

• 構造の精度: 素子のサイズと間隔は正確でなければなりません。外観上同一のアンテナでも、メーカーによって30%以上の性能差があることを確認しています。
• 材料の品質: 耐久性と電気的性能に影響します。高級アンテナは、時間の経過とともに性能を維持する優れた誘電体と導体を使用しています。
• コネクタの品質: よくある故障点です。安価なコネクタは数回のフライトで故障したことがありますが、高品質のコネクタは数百時間持続します。
• 性能への影響: 高品質のアンテナは、低品質のアンテナと比較して、有効範囲を2倍から3倍に拡大できます。管理された試験では、同じ設計の低価格アンテナとプレミアムアンテナの間で、範囲とビデオ品質に劇的な違いが見られました。

私は、アンテナの品質を費用ではなく投資と考えています。高品質のアンテナセットのコストは、ビデオ障害によるドローンの墜落を交換するコストよりもはるかに安いのです。

ダイバーシティセットアップでアンテナタイプを混在させることはできますか？

ダイバーシティセットアップでアンテナタイプを混在させることができるだけでなく、実際にそうすることが最適なのです:

• 相補的な特性: アンテナのタイプによって、得意とするシナリオが異なります。私が好んで使用するダイバーシティセットアップでは、広範囲をカバーするための全方向性アンテナと、最大範囲を得るための指向性アンテナを使用しています。
• 一般的な組み合わせ: 全方向性+パッチまたはヘリカル。この組み合わせは、近距離飛行用の360度カバレッジと、遠距離用の集中利得の両方を提供します。
• 性能上の利点: 単一のアンテナよりも著しく優れています。私のダイバーシティセットアップは、実際の飛行において、最高の単一アンテナ構成よりも一貫して優れた性能を発揮します。
• 実装上の考慮事項: アンテナは少なくとも1波長離す必要があります。私は、ダイバーシティアンテナ間に最小52mm（5.8GHzで1波長）の間隔を維持し、互いに干渉しないようにしています。

現在、私のすべての本格的な飛行では、相補的なアンテナタイプを使用したダイバーシティ受信を行っています。特に困難な環境では、性能の向上が劇的です。

アンテナはどのくらいの頻度で交換すべきですか？

アンテナは目に見える損傷がなくても、時間とともに劣化します:

• レース/フリースタイル: 定期的に使用する場合は3～6か月ごと。私のレース用アンテナは酷使されるため、最も頻繁に交換されます。
• ロングレンジ/シネマティック: 6～12か月ごと。クラッシュがなくても、長距離用アンテナは時間とともに性能が低下することに気づきました。
• 目に見える損傷があった後: 曲がった、壊れた、または欠けた素子のあるアンテナはすぐに交換してください。私は目に見える損傷のあるアンテナでは決して飛行しません。VTXを危険にさらす価値はありません。
• 重要なフライトの前: 重要な長距離ミッションやコンペティションの前には、新しいアンテナを取り付けることがよくあります。その安心感はコストに見合うものです。

私はアンテナをFPV予算の消耗品と考えており、すべてのビルド用の交換品を在庫しています。

指向性アンテナの利点は何ですか？

指向性アンテナは、地上局での使用に大きな利点があります:

• 範囲の増加: 全方向性アンテナの2～5倍の範囲。私の最長飛行は、すべて地上局で指向性アンテナを使用して達成されました。
• より良いS/N比: 他の方向からの干渉の除去。全方向性アンテナでは使用できなかったRF環境が混雑した場所で飛行したことがありますが、指向性アンテナはクリーンな信号を提供しました。
• 貫通力の向上: 障害物を通過しても信号を維持する能力が向上。全方向性信号を完全にブロックする軽い葉や建物を通過してもビデオを維持できました。
• トレードオフ: 機体に向けて指向する必要があります。ビームが狭いほど、正確な照準合わせがより重要になります。

基本的な視界範囲を超えるあらゆる飛行において、私は指向性アンテナを地上局の必須装備と考えています。

結論

ビデオ送信機のアンテナは単なるアクセサリー以上のものであり、FPV体験に直接影響を与える重要なコンポーネントです。何年にもわたって実際の条件下で無数のアンテナをテストした結果、これらの見過ごされがちなコンポーネントが、いかに成功したフライトに貢献しているかを理解するようになりました。

アンテナ技術、偏波タイプ、放射パターン、設置のベストプラクティスを理解することで、特定のフライングスタイルに合わせてビデオシステムを最適化できます。パイロットが高出力のVTXシステムに何百ドルも費やしながら、純正アンテナを使用してシステムの可能性を制限していることに気づかないのを見たことがあります。

アンテナの状況は、より小型で、耐久性があり、効率的な設計が定期的に登場し、進化し続けています。適切なアンテナを選択し、適切に設置することで、独自のフライングニーズに合った範囲、信号品質、信頼性の完璧なバランスを実現できます。

最初のドローンを構築する場合でも、50台目のドローンを構築する場合でも、アンテナの選択とセットアップに注意を払うことは、ビデオのパフォーマンスと信頼性に役立ちます。私はこれらの教訓の多くを、ビデオリンクの喪失、ドローンの墜落、何時間もトラブルシューティングするという厳しい方法で学びました。うまくいけば、私の経験があなたのFPVシステムを最大限に活用するために、これらの痛みを伴う教訓のいくつかを避けるのに役立つでしょう。

参考文献と詳細情報

• RFコネクタタイプの概要
• デジタルFPVシステムとアナログFPVシステムの比較
• RCシステムアンテナの概要