Виды антенн, коэффициент усиления сигнала и диаграмма направленности

Виды антенн, коэффициент усиления сигнала и диаграмма направленности

Антенна – это приемопередающее устройство для излучения или приема радиосигналов, которые используются для организации беспроводной сети. При этом антенна может излучать радиосигналы как во всех направлениях по плоскости, так и иметь узконаправленную и секторную диаграмму направленности.

­

Антенны бывают:

  • Направленные
  • Секторные
  • Всенаправленные

­

В роутерах в большинстве случаев используются всенаправленные антенны, но в последнее время есть исключения, когда устанавливаются дополнительные направленные секторные антенны. В специализированных точках доступа используется различные типы антенн.


­

­­

­­­

Обратите внимание при использовании антенн с разным усилением, что более высокое значение dBi не всегда означает лучшее покрытие. Антенны с более высоким значением усиления (например: 7 dBi, 9 dBi), как правило, обеспечивают лучшее покрытие для удаленных устройств, но антенны с более низким коэффициентом усиления (например: 2 dBi, 5 dBi) дают лучшее покрытие для устройств, находящихся на близком расстоянии.


Всенаправленные антенны

Всенаправленные антенны имеют круговую диаграмму направленности, в радиусе действия равномерно покрывают все пространство. В основном такие антенны представляют собой штыревой вид, хотя могут иметь и другое исполнение. Штыревые антенны могут располагаться вертикально или горизонтально. Если положение антенны вертикальное, то в горизонтальной плоскости излучаемая энергия будет распространяться равномерно. Если антенна установлена горизонтально (направленная антенна), сигнал не будет излучаться равномерно, а вдоль оси антенны его вообще не будет.


­

Слева стандартная всенаправленная антенна с коэффициентом усиления 2 dBi. Справа всенаправленная антенна с коэффициентом усиления 6 dBi. Обратите внимание на значительную потерю в вертикальной плоскости сверху и снизу. Подобная диаграмма направленности у всех ненаправленных антенн.


­­

­­­

Для максимальной производительности всенаправленной антенны необходимо определить направление, в котором следует получить максимальное усиление. Не стоит забывать, что антенна не только излучает сигнал, но и принимает, в связи с этим она сильно подвержена воздействию помех.

Увеличение коэффициента усиления достигается за счет концентрации энергии в нужном направлении. При концентрации энергии диаграмма вертикальной направленности изменяется таким образом, что та энергия, которая расходилась в стороны, будет сконцентрирована в горизонтальной плоскости. Антенны с усилением выше 9 dBi непрактичны.


Направленные антенны

­­

Направленные антенны обладают повышенным коэффициентом усиления, увеличивая ширину полосы принимаемого или передаваемого сигнала. Характеристики диаграммы направленности позволяют создавать соединение с высоким качеством передаваемого сигнала, увеличивая расстояние от передатчика до зоны приёма.


Направленные: секторные антенны

Секторные антенны принимают и передают сигнал с определённого сектора. Один сектор обычно составляет в горизонтальной плоскости 60° (6 антенн), 90° (4 антенны) или 120° (3 антенны), и от до 15° в вертикальной плоскости.

У секторной антенны во всех рабочих направлениях её диаграммы направленности примерно одинаковое усиление сигнала, что позволяет добиться высокой скорости, качества и устойчивости соединения.