First Person View, FPV oder einfach nur Fliegen aus der Sicht des Piloten ist im Moment ange­sagt. Beson­ders schön ist die Erklä­rung, FPV hieße „Fliegt per Video”. Was zwar falsch ist, die Sache aber sehr tref­fend beschreibt.

In diesem Artikel zeigen wir, was man für bei FPV beach­ten sollte.

Über­blick

Ein ein­fa­ches FPV System besteht aus einer Kamera und einem Sender, die sich am Modell in der Luft befin­den und einem Emp­fän­ger mit einem Monitor bzw. einer Video­bril­le am Boden. Natür­lich kann man das Ganze belie­big erwei­tern, z.B. durch eine zweite Kamera, durch weitere Emp­fän­ger, Moni­to­re, Head Tracking Systeme, Diver­si­ty Emp­fän­ger, ser­vo­ge­steu­er­te Richt­an­ten­nen und vieles mehr.

Der Sender in der Luft sendet meist auf einem vorher gewähl­ten und abge­stimm­ten Kanal ein (meist) ana­lo­ges Video­si­gnal zu der Bodenstation.

Reich­wei­te und Regularien

Bedenkt bitte: Das Fliegen aus der Sicht des Modells ist nicht nur anspruchs­voll und muss geübt werden. Hier in Europa (ich beziehe mich auf die Rege­lun­gen in Deutsch­land) sind wir zudem bezüg­lich der Sen­de­leis­tung, der Funk­fre­quenz­bän­der und der Kanäle gesetz­lich eingeschränkt.

Auf dem 5,8 GHz Band dürfen wir auf einem Kanal (wie es bei FPV der Fall ist) mit maximal 25 mW, auf dem 2,4 GHz Band – sogar nur mit 10 mW senden.

Je kurz­wel­li­ger die Fre­quenz, desto mehr Infor­ma­ti­on kann über­tra­gen werden. Die Bild­qua­li­tät steigt. Je lang­wel­li­ger die Fre­quenz (900 MHz = einige Kilo­me­ter) und je höher die Leis­tung (Walkera hat sogar einen Ver­stär­ker mit 1000 mW im Pro­gramm), desto weiter kann man damit senden. Zudem kommen die langen Wellen besser durch Hin­der­nis­se hindurch.

Bei Fragen der Reich­wei­te kommen wir schnell an die gesetz­li­chen Grenzen. Außer­dem muss immer auf die Stö­run­gen im eigenen System geach­tet werden. So ist es z.B. nicht emp­foh­len, sowohl einen Video­sen­der als auch die Modell­fern­steue­rung auf dem selben Band zu betrei­ben. Daher schei­det der 2,4 GHz Band meis­tens aus.

Der am meisten für FPV Systeme genutz­te Band ist somit 5,8 GHz. Von allen legalen Bändern ist das das Band mit den kür­zes­ten Wellen, was zu starken Stö­run­gen durch Gegen­stän­de führt. Zudem ist dieses Band in Deutsch­land beschränkt auf die Fre­quen­zen zwi­schen 5725 MHz und 5875 MHz.

Zwi­schen­fa­zit: Ein legales, ver­nünf­ti­ges FPV System für die Nutzung in Deutsch­land sendet auf dem 5,8 GHz Band zwi­schen 5725 MHz und 5875 MHz (Band B) mit einer Leis­tung von maximal 25 mW.

5,8 GHz Fre­quen­zen und Bänder

In Deutsch­land nicht zuge­las­se­ne Kanäle sind rot gekennzeichnet.

Auf der Dia­gramm­dar­stel­lung kann man gut erken­nen, in welchem Fre­quenz­be­reich wir senden dürfen und wieso einige Bänder ver­bo­te­ne Fre­quen­zen haben. Ferner erkennt man die Beson­der­heit von Race­band – einen grö­ße­ren Kanalabstand:

Die Bänder und Kanäle sind im Kontext der Nutzung in Deutsch­land wie folgt beschrieben:

• Band A: bis auf Kanal 8 in Deutsch­land zugelassen
• Band B: voll­stän­dig in Deutsch­land zugelassen
  Walkera
• Band E: Enthält keine einzige in DE zuge­las­se­ne Frequenz!
  Boscam, Sky-RF
• Band F (auch „Airwave”): bis auf Kanal 8 in DE zugelassen
  Fats­hark / Immer­si­on RC
• Race­Band: bis auf Kanäle 1,2, 7 und 8 in Deutsch­land zuge­las­sen. Hat größere Kanal­ab­stän­de (37 mHz), damit keine Kanal­über­la­ge­rung ent­ste­hen kann, neues Band für FPV Racing
  Fats­hark / Immer­si­on RC

Ich emp­feh­le einen Amp­fän­ger mit mög­lichst vielen Kanälen, um auch im Ausland gut gerüs­tet zu sein. Devo F12E hat bei­spiels­wei­se 32 5,8 GHz FPV Emp­fangs­ka­nä­le und ist dadurch universell.

Nicht alle auf dem Markt erhält­li­chen Systeme, die schein­bar im gesetz­li­chen Rahmen liegen, erfül­len alle Kri­te­ri­en. Beach­tet bitte auch, dass eine sen­der­sei­ti­ge Richt­an­ten­ne die effek­ti­ve Strahl­leis­tung erhöht und somit auch nicht zuläs­sig ist.

Hier sind die genauen Fre­quen­zen der Walkera Trans­mit­ter, alle im erlaub­ten B‑Band:

Siehe auch den FAQ Artikel Wieso habe ich schlech­te Reich­wei­te mit iLook+ FCC und dem Emp­fän­ger meiner FatS­hark Brille?

Walkera Brillen haben i.d.R. min­des­tens 32 Kanäle und können Bänder A, B, E und F empfangen:

Reich­wei­te mit guten Anten­nen erhöhen

Eine gute und legale Mög­lich­keit, die Reich­wei­te zu erhöhen ist die Wahl bes­se­rer Anten­nen. Die mit­ge­lie­fer­ten Dipol Stab­an­ten­nen sind für die meisten FPV Anwen­dun­gen die schlech­tes­te Wahl.

Anschluss der Antenne (SMA, RP-SMA)

Anten­nen aus dem FPV Bereich gibt es mit SMA (Sub­Mi­nia­tu­re version A) und RP-SMA (Reverse pola­ri­ty SMA) Anschlüs­sen. SMA Antenne besitzt in der Mitte einen Pin, RP-SMA besitzt anten­n­nen­sei­tig in der Mitte des Anschlus­ses eine Buchse. Beim Kauf der Anten­nen ist hier eine beson­de­re Vor­sicht geboten, da die beiden Anschluss­va­ri­an­ten nicht zuein­an­der passen.

Zir­ku­lär pola­ri­sier­te omni­di­rek­tio­na­le Antennen

Für den Nah­be­reich eignen sich die zir­ku­lär pola­ri­sier­ten (CP) omni­di­rek­tio­na­len Anten­nen beson­ders gut.

Bei Neigung des Flug­ge­räts kommt es bei den CP Anten­nen – in Gegen­satz zu den gän­gi­gen linear pola­ri­sier­ten Dipol Stab­an­ten­nen – nicht zu einer Signal­ver­schlech­te­rung. Die Sen­de­leis­tung bleibt gleich. Die zir­ku­lä­re Pola­ri­sa­ti­on ver­hin­dert zudem die so genann­ten Mul­ti­path Inter­fe­ren­zen, die bei linear pola­ri­sier­ten Anten­nen häufig auftreten.

Aller­dings ist die Anten­nen­ach­se auch hier – wie bei den Dippl Anten­nen – ein „Toter Punkt”. Wenn ein Flug­ge­rät mit einer mit dem „Pilz” nach unten gerich­te­ten CP Sen­de­an­ten­ne genau über dem Piloten mit einer nach oben gerich­te­ten CP Emp­fangs­an­ten­ne schwebt, kann es zu einer Signal­ver­schlech­te­rung kommen.

Es gibt mehrere Arten von omni-CP anten­nen. Am meisten ver­brei­tet sind Clover­leaf (CL) und SPW (Skew Planar Wheel) Anten­nen. CL hat drei Blätter und wird am Sender befes­tigt, SPW Antenne hat i.d.R. vier Blätter und wird am Emp­fän­ger montiert.

Eine omni­di­rek­tio­na­le CP Antenne ist die Beste Wahl für den am Modell befes­tig­ten Sender.

Das Signal einer CP Antenne emp­fängt man am besten mit einer CP Antenne, die in die selbe Rich­tung pola­ri­siert ist. Bei der Wahl der zir­ku­lär pola­ri­sier­ten Anten­nen sollte man auf die Rich­tung der Pola­ri­sa­ti­on achten. Nur RHCP+RHCP (Right Hand Pola­ri­zed) oder LHCP+LHCP (Left Hand Pola­ri­zed) können zusam­men ver­wen­det werden.

Walkera CP Anten­nen sind LHCP (Left Hand Pola­ri­zed).

Richt­an­ten­nen

Emp­fän­ger­sei­ti­ge Richt­an­ten­nen, z.B. Helixan­ten­nen (eben­falls zir­ku­lär pola­ri­siert, bitte auch hier auf die Pola­ri­sa­ti­ons­rich­tung achten) oder BiQuad Anten­nen (linear pola­ri­siert) erhöhen die Reich­wei­te deut­lich. Der Winkel, in dem die Antenne emp­fängt, ist aber gerin­ger als bei den Omni­di­rek­tio­na­len Anten­nen. Das Flug­ge­rät muss im Emp­fangs­win­kel der Antenne bleiben. Man kann solche Anten­nen auch so mon­tie­ren, dass sie mit einem Ser­vo­gim­bal dem Flug­ge­rät folgen (Tracker).

Bei der Wahl der Richt­an­ten­nen sollte man eben­falls auf die Pola­ri­sa­ti­ons­art (Zir­ku­lär, Linear) und – bei zir­ku­lä­rer Pola­ri­sa­ti­on – auf die Rich­tung der Pola­ri­sa­ti­on achten, sonst passen die Anten­nen nicht gut zusam­men. Z.B. BiQuad oder Patch Anten­nen sind linear pola­ri­siert, Helix Anten­nen sind zir­ku­lär polarisiert.

In jedem Fall ist ein Diver­si­ty Emp­fän­ger emp­feh­lens­wert, der zwei Anten­nen­an­schlüs­se besitzt und je nach Signal­qua­li­tät abwech­selnd z.B. mit einer CP (z.B. SPW) und einer Richt­an­ten­ne (z.B. Helix) emp­fängt. So ist es durch­aus möglich, inner­halb der gesetz­lich fest­ge­leg­ten Leis­tungs­gren­zen zu bleiben und trotz­dem eine sehr gute Reich­wei­te zu haben.

Walkera TX5804

Das Walkera Sen­de­mo­dul TX5804 ist emp­feh­lens­wert, weil es alle EU Richt­li­ni­en erfüllt. Es über­schrei­tet nicht die maxi­ma­le Sen­de­leis­tung von 25 mW und bleibt auch inner­halb der erlaub­ten Kanal­gren­zen. Zudem ist der Sender kompakt und leicht.

TX5804 sendet, wie alle Walkera CE Sender, auf fol­gen­den Fre­quen­zen: 5733, 5752, 5771, 5790, 5809, 5828, 5847, 5866 MHz (B‑Band).

Die DV04 Kamera von Walkera ist aller­dings dafür bekannt, beim QR X350 Qua­dro­kop­ter, der für FPV gut geeig­net ist, durch starkes elek­tri­sches Rau­schen Pro­ble­me mit GPS Empfang zu ver­ur­sa­chen. Zum Glück kann man TX5804 mit jeder Kamera nutzen, auch mit der GoPro, CamOne Infi­ni­ty oder Mobius.

Fazit

Die beste Kom­bi­na­ti­on ergibt sich aus CL oder SPW Antenne am Sender und einem Diver­si­ty Emp­fän­ger mit einer CL oder SPW Antenne und einer Helix Antenne.

Mit gutem Equip­ment sind auch inner­halb der Beschrän­kung auf 25 mW bei 5,8 GHz Rech­wei­ten bis zu 800‑1000 Metern möglich.

Da dies bereits weit außer­halb des Sicht­be­reichs liegt, und wir in Deutsch­land nicht außer­halb des Sicht­be­reichs fliegen dürfen, ist es mehr als aus­rei­chend. Übri­gens: Auch Fliegen mit der Brille ist nicht ohne einen Spotter gestat­tet, der das Modell im Auge behält. Zudem beträgt die maxi­ma­le Höhe, die wir in einem nicht kon­trol­lier­ten Luft­raum errei­chen dürfen, ca. 300 m*. Ein FPV System, das mehr als 500 Meter weit reicht, ist somit nicht notwendig.

* Da unter bestimm­ten Bedin­gun­gen mit Flug­ver­kehr schon ab 500ft GND (grob 150 m) zu rechnen ist, sollte man mit einem Modell auch im unkon­trol­lier­ten Luft­raum unter 80 – 100 m bleiben, und extrem sorg­fäl­tig auf (mann­tra­gen­de) Heli­ko­pter achten, die noch tiefer fliegen.
Danke an Peter Well­mann für diesen Kommentar

Die in Deutsch­land und Europa nicht legal zu betrei­ben­den FPV Systeme, die mit einer zu hohen Leis­tung senden, können durch breit­ban­di­ges elek­tri­sches Rau­schen auch eher Stö­run­gen für den RC Emp­fän­ger oder das GPS Modul ver­ur­sa­chen. Systeme mit gerin­ge­rer Leis­tung sind auch in dieser Hin­sicht besser.

Denkt daran: Weniger ist manch­mal mehr.

Links

Fre­quenz­ge­büh­ren­ver­ord­nung (FGebV) – Bereich C

Kurz­in­for­ma­ti­on über die Nutzung von unbe­mann­ten Luft­fahrt­sys­te­men – vom Verkehrsministerium

ISM-Band – Wikipedia-Artikel

FPV für Ein­stei­ger – Über­sicht von FPV Community

FPV / Immer­si­ons­flug – Über­sicht von Mul­ti­ro­tor Community

Flug­vi­de­os mit Modell­flug­zeu­gen, FPV – Über­sicht von flug-video.de

Umbau des Sky-RF / Foxtech 5.8GHz Sys­te­mes auf in Deutsch­land legale Fre­quen­zen – FPV Community

Dürfen Ama­teur­fun­ker mit mehr Leis­tung fliegen? – RC-Network

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