RSS
people

Как работает Wi-Fi антенна дальнего действия

В РФ любая сеть, работающая за пределами здания или производственной территории либо превышающая по мощности сигнала определенный порог, должна регистрироваться.

Как узаконить беспроводную сеть

В законе есть также длинный ряд исключений, касающийся высоты расположения устройств, их назначения.

Простая Wi-Fi антенна дальнего действияЦелый ряд препонов и двояких толкований объясняют сложившееся у разработчиков аппаратуры мнение, что Wi-Fi антенна дальнего действия должна быть пассивной.

Это безусловно уменьшает затраты энергии и делает электромагнитный фон района более благоприятным.

А как заставить пассивный излучатель усиливать сигнал, известно давно — в диаграмме направленности создаются одно или несколько резко выделенных направлений, по которым будет распространяться основная часть энергии.

Это чем-то похоже на узкое русло реки. Пока берега далеко друг от друга, — и  течение спокойное. Но лишь стоит загнать поток в узкий рукав, как вода начинает бурлить, течь быстрее, скорость движения повышается. (См. также: Направленная антенна Wi-Fi своими руками)

Wi-Fi антенна дальнего действия работает по схожему принципу, препровождая весь запас мощности в нужное русло.

Коэффициент усиления, выраженный в изотропных децибелах (dBi), как раз и характеризует это свойство излучателя — увеличивать плотность энергии в отдельных направлениях.

Сразу же появляется и ограничение — территория покрытия резко сужается. Зато достоинство очевидно — полная ликвидность в глазах закона, поскольку под ограничения обычно попадает полная излучаемая мощность.

Те, кому нужен еще больший уровень сигнала, докупают усилители и юридически узаконивают свою покупку в отдельном порядке.

Какая Wi-Fi антенна дальнего действия лучшеНе стоит забывать и про то, что на некоторые передатчики накладываются ограничения по ЭИИМ.

Это такой параметр, который из вполне безобидной точки доступа может сделать объект, подлежащий обязательному лицензированию.

Дело в том, что он представляет собой произведение полной подведенной к антенне мощности на ее коэффициент усиления. В чем суть?

Например, при некой мощности, излучаемой всенаправленной антенной, лицензия не нужна.

При замене на узконаправленную модель может возникнуть ситуация, когда ЭИИМ выйдет за пределы дозволенного. Вероятность этого тем выше, чем больше коэффициент усиления изделия.

Этот вопрос обсуждался столь подробно, поскольку ни одна организация уже была оштрафована за несоблюдение элементарных требований, предъявляемых в беспроводным сетям. Наружная антенна Wi-Fi способна стать настоящим камнем преткновения при непродуманном использовании.

Принципы работы антенн дальнего действия

Удобная Wi-Fi антенна дальнего действияРеализация суженных диаграмм направленности идет двумя путями:

  • Применение рефлекторов специальной формы.
  • Создание фазированных решеток.

Антенны с рефлектором

Научные термины в переводе на понятный большинству язык не выглядят пугающими. Рефлектор — не что иное, как отражатель.

Всем известные спутниковые тарелки используют для этих целей часть поверхности параболоида с излучателем, помещенным в фокусе.

Используется известный закон оптики: все лучи, падающие перпендикулярно на линзу, собираются в одной точке. Рефлектор параболической антенны является линзой для электромагнитных волн. (См. также: Самодельная антенна Wi-Fi)

Для инженера дальнейший ход мысли очевиден, но большинство людей, обычно в этом случае задают любопытный вопрос: если лучи и падают параллельно, как это связано с передачей и диаграммой направленности?

Свойства антенн абсолютно идентичны для обоих направлений движения электромагнитных волн.

Излученная энергия будет распространяться параллельными лучами, а это и есть сужение диаграммы направленности. Весь поток уйдет по направлению, перпендикулярному раскрыву рефлектора, при этом дальность действия Wi-Fi антенны увеличивается.

Для понимания указанного момента полезно представить прожектор, бьющий тонко, на на большое расстояние.

Антенные решетки

До сих пор не создано стройной теории фазированных антенных решеток, но практические наработки, в том числе и отечественных институтов, позволяют добиваться отличных результатов способами, основанными на эмпирических изысканиях.

Решетка к Wi-Fi антенне дальнего действияУченые берут и используют известную тыковую методику. На самом деле все же это выглядит более обоснованно с теоретической точки зрения, но суть именно такова.

Доказано, что расположенные в определенном порядке излучатели, имеют суммарную диаграмму направленности более узкую, нежели по отдельности.

Принято — но имеются и исключения — помещать их ровным рядами, как в зрительном зале сиденья. Сужение происходит в плоскости, перпендикулярной линии расположения излучателей.

Дальнейший ход конструкторской мысли должен быть понятен. Например, четыре пластины — их еще называют патчи — по углам квадрата сужают диаграмму направленности в вертикальном и горизонтальном направлениях. Именно по этому принципу работают антенны Wi-Fi TP Link TL-ANT2414A.

Комбинированные варианты

Продуманное сочетание рефлектора и ровных рядов излучателей дает отличные результаты. Такова известная двухконтурная конструкция для диапазона ДМВ на квадратных излучателях, расположенных симметрично в виде восьмерки.

В силу равнозначности двух перпендикулярных плоскости расположения излучателей направлений, такая антенна излучает (и принимает) сигнал в обе стороны.

Дефект не только уменьшает коэффициент усиления, но и способствует проявлению эффекта многолучевости, который вносит дополнительные накладные расходы в процесс связи. Рефлектор исправляет проблему.

Примеры практической реализации антенн с большой дальностью действия

Антенны Wi-Fi с параболическим рефлектором

Элементарная Wi-Fi антенна дальнего действияНаружная антенна Wi-Fi TL-ANT5830B снабжена рефлектором в виде усеченного параболоида. Конструкторов интересовало сужение диаграммы направленности в горизонтальной плоскости (по азимуту).

Тогда как по вертикали (угол места) получается большая ширина основного лепестка, — то есть генерального направления распространения энергии.

Указанные особенности реализованы рефлектором, ширина которого в горизонтальной плоскости превышает вертикальный габарит — высоту. Такая форма отражателя позволяет эффективно сжимать поток по азимуту, давая по углу места больший простор для расположения приемников абонентов.

Такие наружные антенны Wi-Fi идеально подходят для двусторонней связи и малопригодны для широкого вещания. Особое внимание нужно уделить значению ЭИИМ, так как коэффициент усиления изделия составляет 30 дБи.

Прием и передача ведутся на частоте 5 ГГц, а отражатель выполнен сетчатым для снижения массы и ветровой нагрузки.

Попутно стоит упомянуть еще две особенности антенн с узкой диаграммой направленности:

  • В устойчивость связи вносит свои коррективы ветер. Несмотря на значительное удаление абонентов и, как следствие, малый угловой размер таковых, порывы воздушных масс, раскачивая изделие, могут привести к временной потере сигнала.
  • Настроить точное положение тарелки достаточно сложно. Узкий луч должен точно попадать на абонента. К тому же требуется прямая видимость для организации канала.

Зато дальность действия Wi-Fi антенны с параболическим рефлектором максимальная из возможных.

Фазированные решетки Wi-Fi

Упомянутая модель TL-ANT2414A достигает сужения диаграммы направленности двумя горизонтальными рядами патчей из четырех штук каждый.

Самодельная Wi-Fi антенна дальнего действияРасположенные синфазно излучатели действуют, как единое целое, принимая и посылая сигнал.

Wi-Fi роутер с внешней антенной TL-ANT2414A сузит поле вещания до области, находящейся в пределах переднего лепестка диаграммы направленности. Это может быть полезно при разворачивании сети на стадионе вытянутой формы или территории фабрики.

Дальность действия такой конструкции будет сильно уступать параболическим моделям, но процесс установки настройки сравнительно прост, кроме того, допустимо вещать группе абонентов, тогда как тарелки образуют канал с двумя концами.

Уровень мощности антенны Wi-Fi

Каждое электронное изделие рассчитывается на предельно допустимый уровень мощности. Превышение разрешенного производителем порога выводит прибор из строя гораздо быстрее.

Мобильная Wi-Fi антенна дальнего действияТакой режим функционирования недопустим. Мощная Wi-Fi антенна излучает десятки Ватт. Для сравнения порог регистрации устройств этого диапазона находится в районе 200 мВт (пятая часть одного Ватта).

Обычный адаптер работает с допустимыми (без регистрации) уровнями сигнала. Некоторым потребителям требуется обеспечить дополнительные мощностные требования.

В этом случае необходимо приобрести специальный усилитель. Стоимость такого прибора составляет 500$ и выше в зависимости от конкретной модели.

Дальность действия системы повышается, прием становится увереннее. На все оборудовании необходимо получить лицензию. Экспертизами занимается ГРЧЦ, куда необходимо подать заявку на проведение исследований.

В домашних условиях

Домашняя Wi-Fi антенна дальнего действияМногие ноутбуки, преимущественно старенькие модели, не поддерживают беспроводные сети.

Бывает так, что Wi-Fi антенна внутренняя не способна уловить сигнал в силу своих слабых характеристик.

Специально для этого случая выпускаются адаптеры на шину PCMCIA. Отличительной особенностью изделий является возможность подключить выносную антенну. Это резко улучшает качество приема.

Почему данный вариант хорош в основном для помещений? Увеличение длины провода резко снижает эффективность системы.

Вот почему антенна для Wi-Fi адаптера часто выглядит его придатком. Это такой торчащий из платы стержень. Увеличение длины кабеля резко снижает чувствительность.

Тем не менее, сидя под окном вполне можно разместить антенну в форточке. Это повысит дальность приема.

Оставить комментарий