ANTENNA PROPERTIES AND RATINGS

Antena nadaje systemowi bezprzewodowemu trzy podstawowe właściwości - wzmocnienie, kierunek i polaryzację. Zysk jest miarą wzrostu mocy. Kierunek jest kształtem wzoru transmisji. Dobrą analogią do anteny jest reflektor w latarce. Reflektor koncentruje i intensyfikuje wiązkę światła w określonym kierunku, podobnie jak to, co zrobiłaby antena paraboliczna ze źródłem częstotliwości radiowej w systemie radiowym.

 Wzmocnienie anteny jest mierzone w decybelach, co jest stosunkiem dwóch wartości. Wzmocnienie konkretnej anteny jest porównywane ze wzmocnieniem anteny izotropowej. Antena izotropowa jest anteną teoretyczną o jednolitym trójwymiarowym schemacie promieniowania (podobnym do żarówki bez reflektora). dBi służy do porównania poziomu mocy danej anteny z teoretyczną anteną izotropową. Mówi się, że antena izotropowa ma moc 0 dB, co oznacza, że ​​ma zero wzmocnienia / straty w porównaniu do siebie.

 W przeciwieństwie do anten izotropowych, anteny dipolowe to prawdziwe anteny. Anteny dipolowe mają inny wzór promieniowania w porównaniu do anten izotropowych. Wzorzec promieniowania dipolowego wynosi 360 stopni w płaszczyźnie poziomej i 75 stopni w płaszczyźnie pionowej (przy założeniu anteny dipolowej stojącej pionowo) i przypomina kształt pączka. Ponieważ wiązka jest "nieznacznie" skoncentrowana, anteny dipolowe mają przewagę nad antenami izotropowymi 2,14 dB w płaszczyźnie poziomej. Mówi się, że anteny dipolowe mają zysk 2,14 dBi (w porównaniu do anteny izotropowej).

 Niektóre anteny są oceniane w porównaniu do anten dipolowych. Jest to oznaczone sufiksem dBd. W związku z tym anteny dipolowe mają wzmocnienie równe 0 dBd (= 2,14 dBi).

 Należy zauważyć, że większość dokumentacji odnosi się do anten dipolowych jako o zysku 2,2 dBi. Liczba ta wynosi 2,14 dBi, ale często jest zaokrąglana w górę.

 

 Rodzaje anten.

 Interline oferuje kilka różnych rodzajów anten do użytku z punktami dostępowymi i mostami o częstotliwości 0,8-6 GHz. Każda antena oferowana do sprzedaży została zatwierdzona przez ETSI. Każdy rodzaj anteny oferuje różne możliwości pokrycia. Wraz ze wzrostem wzmocnienia anteny jego zasięg jest ograniczony. Zwykle anteny o dużym wzmocnieniu oferują większą odległość pokrycia, ale tylko w określonym kierunku. Poniższe wzory promieniowania pomogą pokazać obszary pokrycia stylów anten, które oferuje interline: dookólna, sektory i anteny krosowe.

 Anteny dookólne.

 Antena dookólna została zaprojektowana w celu uzyskania 360-stopniowego promieniowania w płaszczyźnie poziomej. Ten rodzaj anteny, jest używany gdy wymagany jest zasięg w kierunku od anteny.

 Rysunek 1. Antena dookólna.

 

 Anteny kierunkowe.

 

Anteny kierunkowe mają wiele różnych stylów i kształtów. Antena nie oferuje żadnej dodatkowej mocy sygnału; po prostu przekierowuje energię, którą otrzymuje z nadajnika. Przekierowując tę ​​energię, zapewnia ona więcej energii w jednym kierunku i mniej energii we wszystkich innych kierunkach. Wraz ze wzrostem wzmocnienia anteny kierunkowej kąt promieniowania zwykle maleje, zapewniając większą odległość pokrycia, ale z mniejszym kątem pokrycia. Anteny kierunkowe obejmują anteny typu patch (ryc. 2) i anteny paraboliczne. Paraboliczne naczynia mają bardzo wąską ścieżkę energetyczną RF, a instalator musi dokładnie celować w te typy anten.

 

Rysunek 2. Antena kierunkowa.

Systemy antenowe MIMO.

 Systemy antenowe MIMO są stosowane w celu przezwyciężenia zjawiska zwanego zakłóceniem wielościeżkowym lub interferencją wielościeżkową. System antenowy MIMO wykorzystuje dwie lub więcej identycznych anten, umieszczonych w niewielkiej odległości od siebie, w celu zapewnienia pokrycia tego samego obszaru fizycznego.

 Wielościeżkowe zniekształcenie.

 Zakłócenia wielościeżkowe występują, gdy sygnał RF ma więcej niż jedną ścieżkę między odbiornikiem a nadajnikiem. Dzieje się tak w miejscach, w których występuje duża ilość metalicznych lub innych powierzchni odbijających fale radiowe.

 Tak jak światło i dźwięk odbijają się od obiektów, tak samo jak RF. Oznacza to, że może istnieć więcej niż jedna ścieżka, którą RF przyjmuje podczas przechodzenia z anteny nadawczej (TX) i odbiorczej (RX). Te liczne sygnały łączą się w antenie RX i odbiorniku, powodując zniekształcenie sygnału.

 Zakłócenia wielogatunkowe mogą powodować, że energia RF anteny będzie bardzo wysoka, ale dane będą niemożliwe do odzyskania. Zmiana rodzaju anteny i lokalizacji anteny lub użycie punktu dostępowego MIMO może wyeliminować zniekształcenie wielościeżkowe (rysunek 3).

 Rysunek 3. MIMO

 Anteny MIMO mogą przynieść szereg potencjalnych korzyści dla mobilnych systemów radiowych, w tym bardziej niezawodne działanie w złych warunkach sygnału, większą wydajność widmową (a więc ogólną pojemność systemu) i zwiększone szybkości transmisji danych dla poszczególnych użytkowników. Jednak MIMO jest złożoną technologią, z wieloma wariantami jej podstawowej zasady.

 

Przestrzenna różnorodność wykorzystuje niezależne zanikanie różnych ścieżek sygnałowych pomiędzy różnymi antenami nadawczymi i odbiorczymi, aby poprawić niezawodność łącza komunikacyjnego. Ten sam strumień sygnału jest przesyłany z każdej anteny, ale z zastosowaniem innego kodowania, co umożliwia odbiornikowi skorzystanie z różnorodności odbieranych sygnałów. Technika ta jest szczególnie przydatna w przypadku kanałów sterowania systemem i do niezawodnej pracy w złych warunkach sygnałowych, na przykład w pobliżu krawędzi komórek.

Przestrzenne multipleksowanie wykorzystuje propagację wielościeżkową do tworzenia wielu niezależnych kanałów transmisyjnych pomiędzy nadajnikiem i odbiornikiem, co umożliwia jednoczesne przesyłanie dwóch lub większej liczby różnych strumieni sygnału. Poprzez zastosowanie odpowiedniego kodowania i przetwarzania sygnału, mogą one być ekstrahowane niezależnie w odbiorniku. Technika ta może być wykorzystana do zwiększenia przepustowości dostępnej dla pojedynczego użytkownika lub do multipleksowania danych od różnych użytkowników (powszechnie określane jako MU-MIMO dla wielu użytkowników). Maksymalna liczba wspieranych kanałów multipleksowych odpowiada mniejszej liczbie anten na nadajniku i odbiorniku. Na przykład, układ MIMO pokazany powyżej mógłby zapewnić dwa niezależne kanały transmisyjne, gdyby warunki radiowe były odpowiednie. Można to wykorzystać do podwojenia szybkości transmisji danych dostępnej dla użytkownika lub do przenoszenia dwóch niezależnych strumieni danych.

Sprzężenie zwrotne w pętli zamkniętej i wstępne kodowanie umożliwia nadajnikowi wykorzystanie informacji o kanale transmisyjnym dostarczonym przez odbiornik. Jeśli sprzężenie zwrotne jest dostępne, nadajnik może modyfikować swoje kodowanie transmitowanych sygnałów, aby uwzględnić dominującą charakterystykę kanału, aby uprościć przetwarzanie sygnału wymagane w odbiorniku i umożliwić potencjalnie większe zyski wydajności.

Skuteczność MIMO w rzeczywistej sieci zależy od wielu czynników, w tym od separacji anteny na urządzeniach nadawczych i odbiorczych, poziomu rozproszenia i propagacji wielościeżkowej w ścieżce radiowej, stosunku sygnału do szumu odbieranych sygnałów i prędkość terminala mobilnego. MIMO jest najbardziej efektywny, gdy istnieje znaczna propagacja wielościeżkowa, na przykład w środowisku miejskim, w którym sygnały są rozpraszane przez budynki i inne obiekty. W otwartej, wiejskiej okolicy, gdzie istnieje silna liniowa ścieżka transmisji między nadajnikiem i odbiornikiem, MIMO jest mniej użyteczny.

 Różne tryby pracy MIMO pasują do różnych okoliczności. Na przykład praca w pętli zamkniętej działa dobrze z terminalem, który jest stosunkowo statyczny i ma wysoką siłę sygnału. Jednak jego działanie będzie słabe w przypadku ruchomego terminala, który porusza się szybko i doświadcza niskiej siły sygnału, z powodu opóźnień i niedokładności w dostarczaniu zwrotnego sygnału zwrotnego do nadajnika. W takich przypadkach lepiej jest użyć prostszej formy MIMO

.

 Projekt bezprzewodowej sieci LAN.

 

 Przed zbadaniem środowiska fizycznego kluczowe znaczenie ma określenie mobilności aplikacji, środków do pokrycia i redundancji systemu. Aplikacja, taka jak punkt-punkt, która łączy dwóch lub więcej stacjonarnych użytkowników, może być najlepiej obsługiwana przez antenę kierunkową, podczas gdy użytkownicy mobilni będą zazwyczaj wymagać wielu dookólnych mikro- komórek. Te pojedyncze mikroelementy można łączyć ze sobą przewodową infrastrukturą LAN lub za pomocą funkcji bezprzewodowego przekaźnika wbudowanego w dowolny punkt dostępowy obsługujący tę funkcję.

 

 Środowisko fizyczne.

 

 Po rozwiązaniu problemów związanych z mobilnością należy zbadać fizyczne środowisko. Chociaż obszar pokrycia jest najważniejszym czynnikiem wyboru anteny, nie jest to jedyne kryterium decyzyjne. Należy uwzględnić konstrukcję budynku, wysokość sufitu, przeszkody wewnętrzne, dostępne miejsca montażu oraz estetyczne życzenia klienta.

 

Konstrukcje cementowe i stalowe mają różną charakterystykę rozchodzenia się fal radiowych. Wewnętrzne przeszkody, takie jak inwentaryzacja produktów i regały w środowiskach magazynowych, są czynnikami mającymi wpływ na propagację sygnału. W środowiskach zewnętrznych wiele obiektów może mieć wpływ na wzorce, w tym ludzie, drzewa, pojazdy i budynki.

 

Budownictwo.

 

Gęstość materiałów użytych w konstrukcji budynku określa liczbę ścian, przez które może przejść sygnał RF i nadal utrzymywać odpowiednie pokrycie. Faktyczny wpływ na RF musi zostać przetestowany na miejscu, dlatego zaleca się przeprowadzenie badania na miejscu.

 Ściany z papieru i winylu mają bardzo mały wpływ na przenikanie sygnału. Solidne ściany i podłogi oraz prefabrykowane ściany betonowe mogą ograniczyć przenikanie sygnału do jednej lub dwóch ścian bez pogarszania zasięgu. Może się to znacznie różnić w zależności od zbrojenia stali w betonie. Ściany betonowe i betonowe mogą ograniczać przenikanie sygnału do trzech lub czterech ścian. Drewno lub płyta gipsowo-kartonowa zwykle pozwalają na odpowiednią penetrację przez pięć lub sześć ścian. Gruba metalowa ściana odbija sygnały, powodując słabą penetrację. Podłogi z betonu zbrojonego stalą, ograniczą zasięg między piętrami do jednego lub dwóch pięter.

 

Zalecenia dotyczące niektórych typowych środowisk instalacyjnych przedstawiono poniżej:

 

● Magazynowanie / produkcja: w większości przypadków instalacje te wymagają dużego obszaru pokrycia. Doświadczenie pokazało, że antena dookólna zamontowana na wysokości od 5 do 7 metrów zapewnia zwykle najlepszy zasięg. Oczywiście zależy to również od wysokości regału, materiału na regałach i możliwości zlokalizowania anteny na tej wysokości. Mocowanie anteny wyżej czasami zmniejsza zasięg, ponieważ kąt promieniowania anteny jest bardziej zewnętrzny niż w dół. Antena powinna być umieszczona w środku pożądanego obszaru krycia i na otwartej przestrzeni dla uzyskania najlepszej wydajności. W przypadkach, gdy punkt dostępowy zostanie umieszczony pod ścianą, można zastosować antenę kierunkową, taką jak Panel , w celu lepszej penetracji obszaru. Kąt widzenia anteny wpływa na obszar zasięgu.

 

● Małe biuro / mały sklep detaliczny: Antena Horizon Logis mini może zapewniać odpowiednie pokrycie w tych obszarach w zależności od lokalizacji urządzenia radiowego. Jednak w biurze z tylnym rogiem antena może zapewnić lepsze pokrycie. Można go zamontować na ścianie powyżej większości przeszkód, aby uzyskać najlepszą wydajność. Pokrycie anteny tego typu zależy od otaczającego środowiska.

 

● Przedsiębiorstwo / duży sklep detaliczny: w większości przypadków instalacje te wymagają dużego obszaru pokrycia. Doświadczenie pokazuje, że anteny dookólne zamontowane tuż pod dźwigarami sufitowymi lub tuż poniżej sufitu obniżającego zazwyczaj zapewniają najlepsze pokrycie (zależy to od rodzaju materiału, materiału i konstrukcji budynku). Antenę należy umieścić w środku pożądanej celi krycia i na otwartej przestrzeni, aby uzyskać najlepszą wydajność. W przypadkach, gdy access point znajdzie się w rogu lub na jednym końcu budynku, antena kierunkowa, taka jak Panelowa, lub Yagican, może być lepszym rozwiązaniem do penetracji obszaru.

 

Ponadto w przypadku obszarów długich i wąskich - takich jak długie rzędy regałów - antena kierunkowa może zapewnić lepsze pokrycie. Kąt promieniowania anten ma również wpływ na obszar zasięgu.

 

● Punkt-do-punktu: Podczas łączenia dwóch punktów (takich jak mostek bezprzewodowy) należy wziąć pod uwagę odległość, przeszkody i położenie anteny. Jeśli anteny mogą być montowane w pomieszczeniach, a odległość jest bardzo krótka (50-100m), można zastosować standardowa antene - Horizon 7 lub Logis mini 4-5 dBi. Alternatywą jest użycie dwóch anten panelowych. W przypadku bardzo długich odległości (800m lub więcej) należy zastosować kierunkowe wysokie wzmocnienia. Anteny te powinny być zainstalowane jak najwyżej i ponad przeszkodami, takimi jak drzewa, budynki itp .; Stosuje się anteny kierunkowe, które muszą być ustawione tak, aby ich główne wiązki mocy były skierowane ku sobie. W przypadku konfiguracji liniowej można uzyskać odległości do 40km na poziomie 2,4 GHz i 20 mil na 5 GHz za pomocą anten parabolicznych, jeśli utrzymuje się widoczność optyczna w terenie. Dzięki zastosowaniu anten kierunkowych istnieje mniej możliwości interferencji, i istnieje mniejsza możliwość powodowania zakłóceń u kogokolwiek innego.

 

● Mostek punkt-wielopunkt: w tym przypadku (w którym pojedynczy punkt komunikuje się z kilkoma punktami zdalnymi), należy rozważyć użycie anteny dookólnej w głównym punkcie komunikacyjnym. Zdalne strony mogą korzystać z anteny kierunkowej, która jest skierowana do głównej anteny punktowej.

 

Okablowanie.

 

Jak wspomniano powyżej, okablowanie wprowadza straty w systemie, negując niektóre wzmocnienia, jakie wprowadza antena i zmniejszając zasięg RF.

 

Kabel połączeniowy

 

Kabel o niskim poziomie strat / bardzo niskiej straty

 Interline oferuje dwa rodzaje kabli do użytku z liniami produktów 2,4 GHz i 5 GHz. Kable te zapewniają znacznie niższy współczynnik strat niż standardowy kabel połączeniowy i mogą być używane, gdy antena musi być umieszczona w dowolnej odległości od urządzenia radiowego. Chociaż są to kable o niskiej tłumienności, powinny one być nadal utrzymywane na minimalnej długości.

 Istnieją dwa rodzaje kabli dostarczane przez Interline do mocowania anteny do AP. Kable 10- i 15-metrowe to kable typu RF10, a kable 1- i 10-metrowe to kable RF-240. Wszystkie długości są dostarczane z dołączonym jednym drugim złączem jak- Nmale, Nfemale, RP-SMA, RP-TNC. Umożliwia to połączenie anteny z punktem dostepowym.

 Aby zapewnić kompatybilność, używaj anten i okablowania firmy Interline.

 

 Montaż sprzętu.

 

Każda antena wymaga pewnego rodzaju montażu.

 Anteny do montażu na maszcie są przeznaczone do montażu w różnych rozmiarach masztu, a każdy z nich jest wyposażony w elementy montażowe do zamocowania. Anteny dookólne i panelowe przeznaczone są do płaskiego montażu na ścianie lub suficie.

 

 Lightning Arrestors/Odgromnik Gazowy.

 

Podczas korzystania z instalacji anteny zewnętrznej zawsze jest możliwe, że antena będzie uszkodzona z powodu potencjalnych ładunków rozchodzących się na antenie i kablu lub uderzeń wywołanych uderzeniami piorunów w pobliżu. Piorunochron interline został zaprojektowany w celu ochrony sprzętu radiowego w zakresie prądu stałego DC-7.0-GHz przed elektrycznością statyczną i przepięciami indukowanymi przez wyładowania atmosferyczne, które przemieszczają się po współosiowych liniach transmisyjnych. Oba systemy muszą być odpowiednio uziemione zgodnie z instrukcją instalacji sprzętu. Te mechanizmy zabezpieczające nie zapobiegną uszkodzeniom w przypadku bezpośredniego uderzenia pioruna.