Антенны WLAN

приема радиоволн используются антенны. Антенны играют важную роль в сетях беспроводной связи.
В настоящем курсе приведены основные понятия, описаны типовые параметры и принципы выбора модели антенны WLAN.

антенн;
основы и ключевые показатели эффективности антенн;
параметры различных антенн.

радио, устройства вещания, рации, телевизоры, микроволновые печи, устройства спутниковой и беспроводной связи и т. д.

Приёмо-передающая антенна

Радиоантенна

Телевизионная антенна

Антенна типа «волновой канал» (ЯГИ)

Спутниковая антенна

в любое время и в любом месте. Радиоволны — это электромагнитные волны, которые могут распространяться в пространстве.
Радиочастотный (РЧ) сигнал — это электромагнитная волна, которая излучается в пространстве в диапазоне частот от 300 кГц до 300 ГГц. Термин микроволны применяется к излучению с частотой от 300 МГц до 300 ГГц. В системах беспроводной связи используется высокочастотная связь.
Если два провода расположены близко друг к другу, электрическое поле между ними будет ограничено и излучение будет слабым. Если два провода находятся далеко друг от друга, электрическое поле увеличивается, и излучение усиливается.

Электромагнитная волна

Переменный ток

Электромагнитная волна

Переменный ток

Переменный ток

Электромагнитная волна

и волнами в свободном пространстве, а также между высокочастотным током и электромагнитными волнами.
Излучение и прием электромагнитных волн в определенных направлениях.
Антенна преобразует направляемые волны на линиях передачи в электромагнитные волны, распространяющиеся в неограниченной среде (в большинстве случаев в свободном пространстве), или наоборот.
Антенна точки доступа принимает радиосигналы, передаваемые наружно точкой доступа, через фидер (разновидность РЧ-кабеля), а затем излучает в виде электромагнитных волн. Антенна точки доступа принимает электромагнитные волны и затем отправляет к точке доступа через фидер.
Антенну можно использовать как для передачи, так и для приема электромагнитных волн.
Принцип взаимности антенн: взаимность подразумевает, что приемные и передающие свойства антенны идентичны.

и одинаковой поляризацией, размещаемые и активируемые в определенном порядке. Основываясь на теории интерференции волн, они обеспечивают диаграммы с высоким коэффициентом направленности и формируют лучи в нужных направлениях.
Адаптивная антенна имеет несколько диаграмм направленности и одну диаграмму направленности всенаправленного излучения в горизонтальной плоскости.

4 элемента

16 антенн
Большое
количество
антенн

248 комбинаций направлений
Несколько режимов комбинаций

Подавление помех 15 дБ

2,4 ГГц: 4
5 ГГц: 12

Архитектура адаптивной антенны Huawei

Антенна принимает сигналы, передаваемые станциями STA во всенаправленном режиме.
Алгоритм адаптивной антенны позволяет определять местоположение передатчика на основе принятых сигналов и управлять ЦП для отправки управляющих сигналов передатчику по диаграмме направленности с максимальным излучением.

Смоделированное покрытие сигнала адаптивной антенны

Покрытие сигнала всенаправленной антенны

общую длину примерно L = λ/2. Полуволновые диполи (или элементы) являются основными элементами антенны.
Электромагнитные волны излучаются проводящим проводом посредством передачи переменного тока. Излучательная способность определяется длиной и формой проводящего провода.
Группа элементов может составлять антенную решетку. Другими словами, адаптивная антенна — это набор элементов.

Элемент

Элемент

Элемент

Элемент

Адаптивная антенна Huawei
Четыре элемента (полуволны) составляют антенную решетку.

С помощью этих элементов электромагнитные волны могут излучаться непрерывно.

Четверть длины волны

Полуволновой диполь

Четверть длины волны

Половина длины волны

Проводящий провод

плоскости.
Диаграмма направленности антенны показывает способность антенны излучать или принимать электромагнитные волны в каждом направлении.
Мощность, излучаемая в направлении оси элемента, равна нулю, а направление максимального излучения находится в горизонтальной плоскости. Антенна имеет равное излучение во всех направлениях в горизонтальной плоскости.

Горизонтальная или азимутальная плоскость
Плоскость H

Диаграмма направленности в форме пончика

Вертикально расположенный полуволновой диполь создает диаграмму направленности в форме пончика.

Горизонтальная плоскость сверху

Вертикальная плоскость сбоку

электромагнитной волны. Электрическое и магнитное поля формируют определенное электромагнитное взаимодействие, поэтому направление поляризации антенн представлено направлением электрического поля. Максимальное излучение означает максимальную напряженность поля.

Вертикальная полуволновая дипольная антенна

Горизонтальная полуволновая дипольная антенна

Магнитное поле

Электрическое поле

Направление

Длина волны

Амплитуда

ортогональной поляризацией. Две антенны, направления поляризации которых перпендикулярны друг другу, объединены в одну, что увеличивает усиление при разнесении и экономит пространство для установки.

антенна принимает сигналы только тогда, когда направление поляризации электромагнитных волн совпадает с направлением поляризации приемной антенны. Если направление поляризации электромагнитных волн перпендикулярно направлению поляризации приемной антенны, приемная антенна не принимает сигналы.

Вертикально расположенная передающая антенна

Горизонтально расположенная приемная антенна

Электрическое поле приемной антенны

Вертикально расположенная приемная антенна

Электрическое поле приемной антенны

усиления антенны к коэффициенту усиления изотропной антенны. Изотропная антенна излучает мощность равномерно во всех направлениях.
Усиление антенны в дБд — это усиление направленной антенны относительно полуволновой дипольной антенны.
То есть усиление 16 дБд эквивалентно 18,14 дБи, то есть 18 дБи.

можно использовать для вычисления разницы в дБ между мощностью A и мощностью B. Например, если мощность A вдвое больше, чем мощность B, 10 x lg(A/B) = 10lg2 = 3 дБ. То есть мощность A на 3 дБ выше, чем у B.
дБм — единица мощности сигнала. Формула расчета: 10 x log значение мощности/1 мВт. Например, если мощность излучения составляет 1 мВт, значение в дБм будет следующим: 10 x log (1 мВт/1 мВт) = 0 дБм. Для 40 Вт, 10 x log (40 Вт/1 мВт) = 46 дБм.

главного лепестка с самым сильным излучением с плотностью мощности в направлении заднего лепестка с самым сильным излучением. Большее значение FBR указывает на небольшой уровень обратного излучения антенн, который характеризует утечку мощности сигнала.
Как правило, максимальное усиление в пределах 180 градусов от задней части главного лепестка — это усиление заднего лепестка. В мобильной связи максимальное усиление в диапазоне +/– 30 градусов в обратном направлении обычно используется в качестве усиления заднего лепестка.
В большинстве случаев значение FBR антенны должно быть больше 18 дБ.

наклон антенны. Рекомендуемый способ — совместить верхнюю точку главного лепестка на уровне 3 дБ с границей зоны покрытия.

Отрегулируйте угол установки антенны, чтобы увеличить наклон.

Механический наклон

Отрегулируйте фазу антенно-фидерного устройства, чтобы изменить наклон.

Электрический наклон

2400 МГц до 2500 МГц.
Коэффициент стоячей волны по напряжению (КСВН): согласование импеданса на порте антенны. Чем больше согласование импеданса, тем ближе значение КСВН к 1, что означает, что на антенну передается большая мощность сигнала по фидеру. Напротив, чем больше значение КСВН, тем хуже согласование импеданса, а значит потери мощности на порте будут больше. Рекомендуемое значение КСВН — близкое к 1.
Отношение амплитуды отраженной волны к амплитуде падающей волны представляет собой коэффициент отражения, который обозначается буквой R.
КСВН — это отношение мощности пучности стоячей волны к амплитуде мощности узла волны. Его еще называют коэффициентом стоячей волны.
Если импеданс антенны ZL ближе к характеристическому сопротивлению фидера Z0, коэффициент отражения r будет меньше, значение КСВН приближается к 1 и фидер лучше соответствует антенне.

 

 

 

 

направленная антенна

Уличная всенаправленная антенна 2,4 ГГц и 5 ГГц

Уличная направленная антенна 2,4 ГГц и 5 ГГц

обеспечивает узкую зону покрытия, создавая меньше помех для других точек доступа.
Направленные антенны подразделяются на антенны с одной поляризацией и антенна с двойной поляризацией. Чтобы реализовать функции поляризации и MIMO, выберите две антенны с одной поляризацией или только одну антенну с двойной поляризацией.
Небольшой коэффициент усиления антенны обычно указывает на небольшой радиус действия.
Всенаправленная антенна обеспечивает большую зону покрытия.
Всенаправленная антенна имеет один порт и одну поляризацию. Следовательно, для реализации функций поляризации и MIMO требуются две всенаправленные антенны.

Выбор антенны — тип антенны

Всенаправленная антенна

Направленная антенна

Чтобы снизить затраты на разработку и приобретение, используйте широкополосные антенны, если и широкополосные, и узкополосные антенны соответствуют техническим требованиям. Широкополосная антенна отличается от двухдиапазонной антенны тем, что она не имеет дополнительных портов фидера.

Диаграмма направленности в горизонтальной плоскости

Диаграмма направленности в вертикальной плоскости

Модель антенны: 27011668
Усиление: 4 дБи @ 2,4 ГГц; 7 дБи @ 5 ГГц

пропускной способности, соотношение между диапазоном покрытия и пропускной способностью указано в следующей таблице.

пропускной способности, соотношение между диапазоном покрытия и пропускной способностью указано в следующей таблице.

помещения без каких-либо препятствий внешняя антенна (11 дБи) подключена к точке доступа для покрытия, спланируйте пользовательские устройства следующим образом: ноутбук: 300 м; мобильный телефон: 200 м
Восходящая и нисходящая линия связи должны соответствовать следующему требованию в соответствии с планом сети: Напряженность поля сигнала — погрешность системы> чувствительность приемника устройства. Погрешность системы зависит от среды распространения сигнала. В большинстве случаев погрешность составляет 10 дБ.

Нисходящая линия:
от AP к STA

Восходящая линия:
от STA к AP

Антенна

нужном направлении.
Соотношение между усилением антенны и углом:
Меньший угол означает большее усиление.
Антенна имеет горизонтальный и вертикальный углы.
Коэффициент усиления антенны зависит от диаграммы направленности антенны. Более узкий главный лепесток указывает на меньший малый лепесток и более высокое усиление.
Однако коэффициент усиления антенны — это не просто параметр «чем больше, тем лучше». Главное — соответствовать требованиям к покрытию сигнала.

Диаграмма направленности в вертикальной плоскости

Диаграмма направленности в горизонтальной плоскости

передает сигналы по двум каналам одновременно, чтобы выполнять сравнимые функции двух отдельных антенн. Например, для точки доступа 2x2 MIMO требуется только одна антенна с кросс-поляризацией для одного частотного диапазона, и две общие антенны с поляризацией для этого же диапазона. Антенна с кросс-поляризацией имеет два порта: +45° и –45°. Стоимость приобретения и установки антенн с кросс-поляризацией невысока. Чем меньше антенн используется, тем проще их установка и настройка.

Номер антенны: 27010904
Усиление: 8 дБи @ 2,4 ГГц, 300 м
Применимо к AP6510DN, AP6610DN и AP8130DN

Направленная антенна с двойной поляризацией

Диаграмма направленности в горизонтальной плоскости

Диаграмма направленности в вертикальной плоскости

ГГц с узкими лучами и высоким коэффициентом усиления, которая применима в сценариях передачи по беспроводному соединению WDS (2x2).

SL12845A

Диаграмма направленности в горизонтальной плоскости

Диаграмма направленности в вертикальной плоскости

ГГц. Применяется в пригородных и сельских районах, где не предъявляются высокие требования к размеру антенны. Для достижения эффекта MIMO 2*2 требуются две такие антенны.

SL12865A

ГГц. Применяется в городских районах, где требуются антенны небольшого размера и шириной луча по горизонтали около 60 градусов.

SL12844A

Диаграмма направленности в горизонтальной плоскости

Диаграмма направленности в вертикальной плоскости

комнатными точками доступа. Усиление антенны составляет от 2 дБ до 3 дБ. Некоторые антенны поддерживают только один частотный диапазон (2,4 ГГц или 5,8 ГГц), а некоторые — две полосы частот (2,4 ГГц и 5,8 ГГц).

Антенны потолочного типа устанавливаются на потолке. Усиление антенны составляет от 2 дБ до 3 дБ. Некоторые антенны поддерживают только один частотный диапазон (2,4 ГГц или 5,8 ГГц), а некоторые — две полосы частот (2,4 ГГц и 5,8 ГГц). Такие антенны используются в качестве уличных антенн для точек доступа DAS, устанавливаемых внутри помещения или стационарных точек доступа.

Пластинчатые направленные антенны развертываются внутри помещений для обеспечения направленного покрытия. Усиление антенны составляет от 12 дБи до 15 дБи. Такие антенны поддерживают два диапазона частот (2,4 ГГц и 5,8 ГГц) и используются в качестве уличных антенн для стационарных точек доступа, устанавливаемых внутри помещений.

Настольные антенны устанавливаются на столе для увеличения покрытия в помещении. Усиление антенны составляет приблизительно 5 дБи. Такие антенны поддерживают диапазон частот 2,4 ГГц и используются в качестве уличных антенн для стационарных точек доступа, устанавливаемых внутри помещений.

мощность точки доступа для удаленного устройства. Делители мощности сигнала — это устройства для деления сигнала на две, три, четыре и более равных частей, которые также можно использовать вместе.
Тип: микрополосковый делитель и резонаторный делитель
Резонаторный делитель применяется при высокой мощности передачи. При длительной работе резонаторный делитель отличается большей стабильностью по сравнению с микрополосковым делителем.
В качестве сумматора можно использовать только микрополосковый делитель.

Микрополосковый делитель

Резонаторный делитель

Он ответвляет часть мощности основного тракта для внутреннего покрытия или обнаружения.
Обычно используются ответвители на 5 дБ, 6 дБ, 7 дБ, 10 дБ и 15 дБ.

сигналы по одному каналу на порты каждой системы без помех. Сумматоры подразделяются на однополосные и многополосные.

WLAN

GSM/3G

ANT

Двухполосный сумматор

WLAN
Канал 1

WLAN
Канал 11

ANT

Однополосный сумматор WLAN

Однополосные сумматоры WLAN могут объединять сигналы только на каналах 1 и 11 из-за ограничений, накладываемых изоляцией портов.

и потери у разных кабелей разные.
RG-8

Чем больше диаметр, тем меньше потери.

и водонепроницаемая лента.

Защита от перенапряжения антенны (между антенной и точкой доступа)

Защита сетевого порта от перенапряжения (между наружной точкой доступа и коммутатором)

Рекомендуется для грозовых областей

Всенаправленная антенна
Встроенная антенна
Внешняя антенна
Направленная антенна
23 дБм = ? мВт

ширину луча и диаграмму направленности.
Основные характеристики и параметры выбора модели антенн.
Компоненты внутренней распределительной системы.