Tipi vantaggi e svantaggi di antenne nella comunicazione senza fili

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Quasi tutto utilizza almeno un'antenna ogni giorno. Infatti, la maggior parte della gente utilizza le antenne per molte convenienze nella loro vita quotidiana, se li realizzano oppure no. I dispositivi quali i sistemi keyless dell'entrata, i passaggi del tributo dell'autostrada senza pedaggio, i sistemi della TV satellite, i pagers, i telefoni delle cellule e le reti senza fili tutte richiedono le antenne. Molto poca gente che utilizzano queste antenne può spiegare come e perchè lavorano. Diamo una breve occhiata a tecnologia dell'antenna e come le antenne si riferiscono alle nostre reti di frequenza radiofonica.

Le antenne sono soltanto un'estensione di una radiotrasmittente o ricevente. Mentre un segnale è generato, è passato dalla radio all'antenna da spedire sopra l'aria e ricevuta da un'altra antenna, quindi passata ad un'altra radio. Il segnale che è generato e più successivamente è trasmesso è misurato in Hertz (hertz); non l'azienda dell'affitto di automobile, ma piuttosto un'unità di misura dei cicli al secondo. Ciò è definita più meglio mentre il tempo esso prende un'onda radio per completare un ciclo completo. Immagini che avete uno slinky (una molla arrotolata del metallo) su una superficie regolare con un'estremità fissata al pavimento. Se cominciate spostare l'altra estremità da lato a lato, comincerete a generare le onde. Queste onde rappresentano l'energia di frequenza radiofonica (rf) che è spedita sopra l'aria. Spostando il vostro lato della mano verso il lato a rilento, così generando le onde più lunghe, state generando un a bassa frequenza. Se accelerate il movimento da lato a lato, rendendo le onde più corte ma più frequenti, state generando un'più alta frequenza. Le frequenze più basse hanno generalmente la capacità di viaggiare distanze più lontane, ma sono più conforme ad alto stato latente che limita i dati fluisce. Un'più alta frequenza ha uno stato latente (migliore) più basso, ma è limitata nella distanza e nella penetrazione degli oggetti quali le costruzioni ed altre ostruzioni.

Per esempio, consideri il vostro FM locale stazione radiofonica. Se trasmettono per radio il loro segnale su frequenza 103.5MHz, questo traduce a 103.500.000 cicli al secondo. Il loro segnale può essere sentito dappertutto la vostre città, persino costruzioni interne e case, con l'interruzione pochissima. Nel frattempo, un che la stazione radiofonica due dichiara via sta trasmettendo per radio su 1320KHz, che traduce a 1.320.000 ciclo al secondo. Con l'antenna corretta disposta all'esterno, potete ricevere il loro segnale da una distanza più lunga, ma con la difficoltà aggiunta di avere bisogno di registrare la vostra antenna.

Come potete vedere, le antenne sono componenti fondamentali alla trasmissione delle frequenze radiofoniche. In molte situazioni, un segnale più basso di alimentazione trasmesso per mezzo di buona antenna può arrivare alla relativa destinazione con più esattezza che un segnale ad alta potenza trasmesso per mezzo di povera antenna. Le antenne sono valutate dalla quantità di guadagno che assicurano. Il guadagno è l'aumento nell'alimentazione che ottenete vicino per mezzo di un'antenna direzionale.

Se il guadagno dell'antenna è specificato appena come dB, controlli con il fornitore per vedere se la valutazione sia dBi o dBd. Se non possono dirvi, o semplicemente non sanno, risparmi i vostri soldi ed andare in qualche luogo altrimenti.

Un'antenna del dipolo ha guadagno 2.14dB sopra un'antenna isotropa 0-dBi. Così se un guadagno dell'antenna è dato nel dBd e non in dBi, aggiunga 2.15 ad esso per ottenere il valore di dBi.

Come dichiarato sopra, la maggior parte delle antenne sono vendute con guadagno misurato in dBi, ma questo non è l'unico fattore da considerare quando valuta le prestazioni generali. Per esempio, l'input di alimentazione all'antenna fa una parte importante. La maggior parte delle schede senza fili 802.11b trasmettono 32mW di alimentazione. Guardando la tavola di conversione dentro, potete vedere che 32mW (i basamenti o "l'alimentazione" della colonna di PWR) è uguale a 15dBm. Il dBm è calcolato da quanto segue:

dBm = 10 ceppo (32mW/1)

dBm per alimentare la tavola di conversione

dBm	PWR	dBm	PWR
53	200W	25	320mW
50	100W	24	250mW
49	80W	23	200mW
48	64W	22	160mW
47	50W	21	125mW
46	40W	20	100mW
45	32W	19	80mW
44	25W	18	64mW
43	20W	17	50mW
42	16W	16	40mW
41	12.5W	15	32mW
40	10W	14	25mW
39	8W	13	20mW
38	6.4W	12	16mW
37	5W	11	12.5mW
36	4.0W	10	10mW
35	3.2W	9	8mW
34	2.5W	8	6.4mW
33	2W	7	5mW
32	1.6W	6	4mW
31	1.25W	5	3.2mW
30	1.0W	4	2.5mW
29	800mW	3	2.0mW
28	640mW	2	1.6mW
27	500mW	1	1.25mW
26	400mW	0	1.0mW

Per esempio, se sapete che una scheda tipica sta trasmettendo 15dBm e desiderate utilizzare per esempio un'antenna 3-dBi, potete usare la seguente equazione per calcolare l'alimentazione irradiata isotropa efficace (EIRP):

15dBm + 3dBi = 18dBm (64mW) EIRP

La Commissione federale di comunicazione (FCC) attualmente limita le stazioni dei mobile 802.11 a 1W o 30dBm EIRP. Le stazioni fisse sono date un'eccezione leggera alla regola e si concedono eccedere la limitazione del 1W. Nel calcolare per le stazioni fisse, sono richieste per sottrarre 1dB per ogni 3dB sopra 6dBi di guadagno dell'antenna. Il seguente esempio dimostra questo per un Linksys WAP11 e un'antenna 24-dBi:

20dBm + 24dBi = 44dBm o 25W (44dbM – ((24dBi – 6dB)/3)) = EIRP (44dBm – (18dBi/3)) = EIRP (44dBm – 6dBi) = EIRP EIRP – 38dBm o 6.4W

Oltre che guadagno dell'antenna ed alimentazione del trasmettitore, dovreste anche considerare la differenza nei formati delle antenne. Secondo la frequenza ed il tipo di antenna, ci sarà una varietà di formati da scegliere da. Il formato dell'antenna direttamente è collegato con la frequenza per cui è usata. Per esempio, consideri una radio dei CB installata in un automobile che funziona fra 26.965MHz (scanalatura 1) e 27.405MHz (scanalatura 40). Se desiderate avere un'antenna piena di lunghezza d'onda per la scanalatura 1, dovrebbe di lunghezza essere di 36.491 piedi. Ciò è calcolata come segue:

Piedi) di L(in = 984/f(in megahertz) L = 984/26.965MHz L = 36.491 piedi

Ora confronti che antenna dei CB ad un'antenna piena di lunghezza d'onda usata da un ufficiale di polizia per comunicare con il suo spedizioniere su 460.175MHz.

Piedi) di L(in = 984/f(in megahertz) L = 984/460.175 megahertz L = 2.142 piedi

Come potete vedere, ci è una differenza di circa 34.349 piedi fra le due antenne. Fortunatamente per noi, le reti senza fili 802.11b funzionano nella gamma 2.4GHz o 2400MHz, così rendendo le antenne molto piccole.

Ci sono due tipi primari di antenne che sono utilizzate sulle reti senza fili— omnidirezionali e direzionali. Le antenne omnidirezionali possono ricevere e trasmettere da tutti i lati (360 gradi). Questi sono utili quando riguarda una grande stanza, o per fornire il riempimento generale. Il contrario a credenza popolare, una vera antenna omnidirezionale non è capace di avere alcun guadagno. La maggior parte delle antenne vendute sotto il nome di omnidirezionale non trasmettono la frequenza radiofonica in tutti i sensi. La progettazione dell'antenna annullerà il segnale sul y-axis e concentra l'alimentazione attraverso il x-axis.

Le antenne direzionali prendono l'energia di rf e la concentrano in un senso specifico. Ciò può essere confrontata ad una lampadina nuda contro una pila. La lampadina sarebbe simile all'antenna omnidirezionale, come emana ugualmente la luce in tutti i sensi. In opposizione, la pila (simile all'antenna direzionale) mette a fuoco la lampadina per mezzo di un riflettore e la concentra in un singolo senso. Le antenne direzionali sono utili quando state generando il punto per indicare i collegamenti senza fili, o quando state provando a ridurre il segnale "salasso" di rf in una posizione specifica.