Антенны для Meshtastic
Антенна — самый эффективный способ увеличить дальность связи. Разница между стоковой и хорошей антенной даёт больше прироста, чем смена платы (подробнее в Устройства для стационарной ноды Meshtastic).
Типы антенн
Омнинаправленные
Излучают равномерно во все стороны. Подходят для мобильных нод и стационарных, когда направление на собеседника неизвестно.
| Антенна | Gain | Длина | Разъём | Примечания |
|---|---|---|---|---|
| Стоковая (в комплекте) | 2-3 dBi | ~5 см | U.FL/SMA | Минимальная, для тестов |
| Gizont | заявлено 5-10 dBi | 20 или 40 см | SMA Male | Популярная в сообществе, реальный gain завышен |
| Внешняя 5-8 dBi | 5-8 dBi | 30-50 см | SMA | Оптимальное соотношение цена/результат |
Антенны Gizont
Одни из самых популярных антенн в русскоязычном Meshtastic-сообществе. Выпускаются в двух вариантах: 20 см и 40 см. Продавались на AliExpress и Ozon, но периодически пропадают из продажи — отправка в Россию ограничена. Для заказа может потребоваться писать продавцу напрямую.
Продавцы на AliExpress:
- Gizont Antenna Store (официальный) — SMA разъём
- GIZONT Store — есть варианты с TNC-J разъёмом (потребуется переходник TNC → SMA)
Диполь 868 МГц (DIY)
Самая простая самодельная антенна. Два плеча из проволоки по 164 мм каждое, выровненные в линию. Одно плечо припаивается к центральной жиле коаксиального кабеля, второе — к оплётке. Gain ~2.15 dBi — базовый уровень, от которого измеряются остальные антенны.
Чем выше gain у омнинаправленной антенны, тем сильнее она «сплющивает» диаграмму в горизонтальной плоскости — хорошо для равнинной местности, плохо для связи с объектами на разной высоте.
Коллинеарная антенна 868 МГц (DIY)
Несколько полуволновых элементов из проволоки, соединённых последовательно. Даёт больший gain, чем простой диполь, при сохранении омнинаправленности. Конструкция сложнее диполя, но проще Yagi.
- Collinear 868 MHz (IRNAS/TTN) — чертёж и размеры
- Альтернативная конструкция (TTN Forum) — обсуждение с фото и результатами
Направленные
Концентрируют сигнал в одном направлении. Подходят для стационарных нод с известным направлением на собеседника или ретранслятор.
Yagi 868 МГц (3 элемента)
- Компактная 3-элементная Yagi с 3D-печатными креплениями на квадратном буме
- Расчёт в MMANA-GAL, файлы для печати (3MF) в комплекте
- Подробнее: Яги 3 элемента 868 МГц
Yagi 868 МГц (6 элементов) — what3d.ru
- Gain: ~9 dBi (проверено в полевых тестах vs четвертьволновый диполь)
- Материал элементов: латунная трубка 2 мм
- Рама: 3D-печать (PETG)
- КСВ: ~1.1-1.2
- Особенности: разрезной вибратор с щелью 3 мм, модульная разборная конструкция
- Расчёт в MMANA-GAL, верификация на CC1120 (~40 мВт)
- Полевые результаты: -70 dBm вблизи, -100 dBm на 500 м (лес), -115 dBm на 1 км
- Есть интегрированный бокс для размещения ноды прямо на антенне
- Модель и размеры
Yagi 868 МГц (6 элементов) — DL6WU
- Gain: ~11.1 dBi (расчётный)
- Материал элементов: трубки 6 мм (алюминий/латунь)
- Бум: 3D-печать (12 мм), длина 324 мм
- Особенности: расчёт по методу DL6WU, есть STL и STEP, вариант для маленьких принтеров (cut1 + cut2)
- Подробнее: Яги Уда DL6WU 868 МГц
Yagi 868 МГц (6 элементов) — сообщество
Два варианта от участников сообщества с размерами элементов:
Вариант 1 (d=2 мм медь, бум 228 мм):
| Позиция | 0 | 46 | 63 | 111 | 159 | 228 мм |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Длина | 170 | 164 | 151 | 146 | 146 | 140 мм |
Вариант 2 (d=2.26 мм медь, сечение 4 мм², бум 319 мм):
| Позиция | 0 | 62 | 94 | 155 | 237 | 319 мм |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Длина | 162 | 161 | 150 | 146 | 148 | 148 мм |
Расчётные параметры варианта 2: F=869 МГц, КСВ 1.03, R=50.51 Ом, Ga=17.03 dBi, F/B=10.51 дБ.
- Thingiverse — модель для печати (вариант 1)
- Thingiverse — модель для печати (вариант 2)
- STL для больших принтеров
Moxon 868 МГц
- Материал: медный провод 1 мм + 3D-печатная рама (PETG)
- Компактнее Yagi при сопоставимом усилении (~5-6 dBi)
- Есть вариант на 433 МГц (модульная конструкция, не помещается на стол большинства принтеров)
- Расчёт: Moxon Calculator
- STL-модели 868 МГц | 433 МГц
- Видео о сборке и тестировании
- Можно купить готовую (Ozon) или сделать самому — 3D-печать рамки, либо импровизация на пластике/дереве
Выбор по сценарию
| Сценарий | Тип | Рекомендация |
|---|---|---|
| Мобильная нода (с собой) | омни | стоковая или компактная 5 dBi |
| Стационарная (крыша/балкон) | омни | 5-8 dBi на мачте |
| Связь в конкретном направлении | направленная | Yagi 6 эл. (~9 dBi) |
| Компактная направленная | направленная | Moxon (~5-6 dBi) |
Проверка направленной антенны
После установки Yagi можно проверить, работает ли она как направленная, сравнив SNR от нод в разных направлениях.
Метод: диаграмма направленности по SNR
- Получить список соседей с SNR — через
meshtastic --nodes, Neighbor Info, или веб-дашборд сети - Для каждого соседа определить азимут (направление от антенны) — по координатам или карте
- Ноды в направлении луча должны показывать SNR значительно лучше, чем ноды за спиной
Признаки работающей Yagi
| Направление | Ожидаемый SNR | Что означает |
|---|---|---|
| В луче (±25°) | +3…+7 дБ | Антенна усиливает, всё ок |
| На краю луча (±25-45°) | -5…0 дБ | Нормально, край покрытия |
| За спиной (180°) | -10…-15 дБ | Подавление заднего лепестка |
Если SNR примерно одинаковый во всех направлениях — антенна работает как омнинаправленная (плохой контакт, неправильная сборка, или не настроена на 868 МГц).
Пример (5-элементная Yagi, азимут ~125°)
- Нода в луче (124°, 11.4 км): SNR +4.4, RSSI -58 — отличный сигнал
- Нода в луче (122°, 22.8 км): SNR +5.4, RSSI -61 — 22 км без проблем
- Нода за спиной (206°, 1.6 км): SNR -12.5, RSSI -88 — слабый несмотря на близость
Разница SNR между лучом и задним лепестком ~17 дБ — антенна работает корректно.
Выбор направления Yagi
- Получить координаты активных нод в сети (карта, дашборд)
- Рассчитать азимут от своей позиции до каждой ноды
- Взвесить по активности — направлять в сектор с максимальной плотностью активных нод
- Учитывать ширину луча: 5-элементная ~40-50°, 3-элементная ~60-70°
Yagi vs омни для шлюза
MQTT-шлюз должен слышать максимум нод со всех направлений. Yagi на шлюзе оправдана только если основное скопление нод в одном секторе. Для 360° покрытия лучше омнинаправленная антенна.
Разъёмы
- U.FL (IPEX) — миниатюрный, на плате. Для подключения внешней антенны нужен pigtail U.FL → SMA Female
- SMA — стандартный для внешних антенн. RAK WisMesh Pocket V2 имеет SMA напрямую
Настройка самодельных антенн
Для DIY-антенн нужен NanoVNA (векторный анализатор цепей) — компактный прибор для измерения КСВ и резонансной частоты.
- КСВ (коэффициент стоячей волны) — показывает согласование антенны с передатчиком. Идеал — 1.0, допустимо до ~1.5, выше 2.0 — антенна работает неэффективно
- Резонансная частота — частота, на которой антенна передаёт сигнал с минимальными потерями. Должна совпадать с рабочей (868 или 433 МГц)
NanoVNA позволяет подстроить длину элементов антенны до оптимального КСВ, что невозможно сделать «на глаз».
Материалы для 3D-печати антенн
- PETG — рекомендуется для наружного использования (UV-стойкость, термостойкость). Подробнее в Печать с использованием PETG
- PLA — допустим, если белый цвет (минимизация нагрева на солнце)
- Проверка радиопрозрачности: поместить кусок пластика в микроволновку на 2 минуты — если нагрелся, для антенны не подходит
Источники
- Yagi 6 элементов 868 МГц — what3d.ru
- Moxon 868 МГц — what3d.ru
- Moxon 433 МГц — what3d.ru
- Yagi для Meshtastic — what3d.ru
- Moxon Calculator
- Dipole Calculator — Android-приложение для расчёта параметров антенн с учётом толщины проволоки
- Antenna Testing — Meshtastic
- VNA для чайников — видеоурок по работе с векторным анализатором цепей
- Прокачиваем Meshtastic на большую дальность — подробный PDF-гайд по DIY-антеннам от NanoVHF (R1CAU), октябрь 2025
- Онлайн-расчёт антенн — калькуляторы для различных типов антенн
- СВЧ-цепи. Анализ и проектирование — Фуско — справочник по проектированию СВЧ-цепей (современный аналог Ротхмеля)