Types avantages et inconvénients d'antennes dans la communication sans fil

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Presque chacun utilise au moins une antenne chaque jour. En fait, la majorité de personnes utilisent des antennes pour beaucoup de convenances dans leur vie quotidienne, qu'elles le réalisent ou pas. Les dispositifs tels que les systèmes keyless d'entrée, les passages de péage d'autoroute, les systèmes de télévision par satellite, les pagineurs, les téléphones de cellules, et les réseaux sans fil tous exigent des antennes. Très peu de gens qui utilisent ces antennes peuvent expliquer comment et pourquoi elles travaillent. Jetons un bref coup d'oeil à la technologie d'antenne, et comment les antennes se relient à nos réseaux de fréquence par radio.

Les antennes sont simplement une prolongation d'un émetteur par radio ou récepteur. Pendant qu'un signal est produit, il est passé de la radio à l'antenne à envoyer au-dessus de l'air et reçue par une autre antenne, puis passée à une autre radio. Le signal qui est produit et plus tard transmis est mesuré dans Hertz (hertz) ; pas la compagnie de location de voiture, mais plutôt une unité de mesure des cycles par seconde. Ceci mieux est défini pendant que la quantité de temps il prend une onde radio pour accomplir un plein cycle. Imaginez que vous avez un Furtif (un ressort enroulé en métal) sur une surface douce avec une extrémité attachée au plancher. Si vous commencez à déplacer l'autre extrémité de l'un côté à l'autre, vous commencerez à créer des vagues. Ces vagues représentent l'énergie de la fréquence par radio (rf) étant envoyée au-dessus de l'air. En déplaçant votre côté de main au côté lentement, de ce fait créant de plus longues vagues, vous créez un de basse fréquence. Si vous accélérez le mouvement de l'un côté à l'autre, rendant les vagues plus courtes mais plus fréquentes, vous produisez d'une fréquence plus élevée. De plus basses fréquences ont généralement la capacité de voyager des distances plus lointaines, mais sont sujettes plus à la latence élevée qui limite des données flux. Une fréquence plus élevée a (une meilleure) latence inférieure, mais elle est limitée dans la distance et la pénétration des objets tels que des bâtiments et d'autres obstructions.

Par exemple, considérez votre FM local la station par radio. S'ils annoncent leur signal sur la fréquence 103.5MHz, ceci traduit à 103.500.000 cycles par seconde. Leur signal peut être entendu partout votre ville, même bâtiments intérieurs et maisons, avec l'interruption très petite. En attendant, les états par radio d'une référence deux de AM loin annonce sur 1320KHz, qui traduit à 1.320.000 cycles par seconde. L'antenne correcte étant placé dehors, vous pouvez recevoir leur signal d'une plus longue distance, mais avec la difficulté supplémentaire de devoir ajuster votre antenne.

Comme vous pouvez voir, les antennes sont les composants fondamentaux à la transmission des fréquences par radio. Dans beaucoup de situations, un signal inférieur de puissance transmis à l'aide d'une bonne antenne peut arriver à sa destination avec plus d'exactitude qu'un signal haute puissance transmis à l'aide d'une antenne pauvre. Des antennes sont évaluées par la quantité de gain qu'elles fournissent. Le gain est l'augmentation de la puissance que vous obtenez près à l'aide d'une antenne directionnelle.

Si le gain d'une antenne est juste indiqué comme DB, vérifiez avec le fabricant pour voir si l'estimation est dBi ou dBd. S'ils ne peuvent pas vous indiquer, ou simplement ne savent pas, économiser votre argent et aller quelque part autrement.

Une antenne de dipöle a le gain 2.14dB au-dessus d'une antenne 0-dBi isotrope. Ainsi si un gain d'antenne n'est donné dans le dBd et pas le dBi, additionnez 2.15 à lui pour obtenir la valeur de dBi.

Comme cité ci-dessus, la plupart des antennes sont vendues avec le gain mesuré dans le dBi, mais ce n'est pas le seul facteur à considérer en évaluant l'exécution globale. Par exemple, la puissance fournie à l'antenne joue une majeure partie. La plupart des cartes 802.11b sans fil transmettent 32mW de puissance. Regardant la table de conversion dedans, vous pouvez voir qu'32mW (les stands ou la "puissance" de colonne de PWR) est égal à 15dBm. Le dBm est calculé par ce qui suit :

dBm = notation 10 (32mW/1)

dBm pour actionner la table de conversion

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

Par exemple, si vous savez qu'une carte typique transmet 15dBm et vous voulez utiliser par exemple une antenne 3-dBi, vous pouvez employer l'équation suivante pour calculer la puissance rayonnée isotrope efficace (EIRP) :

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

La Commission fédérale de communication (FCC) limite actuellement des stations du mobile 802.11 au 1W ou 30dBm EIRP. Des stations fixes sont données une légère exception à la règle, et sont laissées excéder la limitation de 1W. En calculant pour les stations fixes, elles sont exigées pour soustraire 1dB pour chaque 3dB au-dessus de 6dBi de gain d'antenne. L'exemple suivant démontre ceci pour un Linksys WAP11 et une antenne 24-dBi :

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

En plus du gain d'antenne et de la puissance d'émetteur, vous devriez également considérer la différence dans les tailles des antennes. Selon la fréquence et le type d'antenne, il y aura une variété de tailles à choisir de. La taille de l'antenne est directement liée à la fréquence pour laquelle elle est employée. Par exemple, considérez une radio de CB installée dans une voiture qui fonctionne entre 26.965MHz (canal 1) et 27.405MHz (canal 40). Si vous voulez avoir une pleine antenne de longueur d'onde pour le canal 1, il devrait être de 36.491 pieds long. Ceci est calculé comme suit :

Pieds de L(in) = 984/f(in mégahertz) L = 984/26.965MHz L = 36.491 pieds

Comparez maintenant qu'antenne de CB à une pleine antenne de longueur d'onde employée par un officier de police pour communiquer avec son expéditeur sur 460.175MHz.

Pieds de L(in) = 984/f(in mégahertz) L = 984/460.175 mégahertz L = 2.142 pieds

Comme vous pouvez voir, il y a une différence d'environ 34.349 pieds entre les deux antennes. Heureusement pour nous, les réseaux 802.11b sans fil fonctionnent dans la gamme 2.4GHz ou 2400MHz, de ce fait rendant les antennes très petites.

Il y a deux types primaires d'antennes qui sont utilisées sur les réseaux sans fil— omnidirectionnels et directionnels. Les antennes omnidirectionnelles peuvent recevoir et transmettre de tous les côtés (360 degrés). Ce sont utiles en couvrant une grande salle, ou pour fournir l'assurance générale. Le contraire à la croyance populaire, une véritable antenne omnidirectionnelle n'est pas capable de n'avoir aucun gain. La plupart des antennes vendues sous le nom d'omnidirectionnel n'envoient pas la fréquence par radio dans toutes les directions. La conception de l'antenne annulera le signal sur l'axe des ordonnées, et concentre la puissance à travers l'axe des abscisses.

Les antennes directionnelles prennent l'énergie de rf et la concentrent dans une direction spécifique. Ceci peut être comparé à une ampoule nue contre une lampe-torche. L'ampoule serait semblable à l'antenne omnidirectionnelle, comme elle dégage la lumière dans toutes les directions également. En revanche, la lampe-torche (semblable à l'antenne directionnelle) focalise l'ampoule à l'aide d'un réflecteur, et la concentre dans une direction simple. Les antennes directionnelles sont utiles quand vous créez le point pour diriger des liens sans fil, ou quand vous essayez de réduire le signal de rf "purge" dans un endroit spécifique.