КорзинаВ этой статье рассказывается, как разобраться в диаграммах излучения антенны и как это влияет на развертывание беспроводной сети.
- Что такое диаграмма направленности?
- Что такое усиление антенны?
- Плоские диаграммы: понимание азимута и высоты
- Визуализация плоских диаграмм
- 3D - диаграммы излучения
- Как использовать диаграммы направленности при развертывание беспроводной сети
Что такое диаграмма направленности?
В каждом беспроводном устройстве антенны выполняют важную функцию преобразования электроэнергии в радиоволны, чтобы данные были отправлены и приняты по беспроводному спектру. Все антенны, будь то простая дипольная антенна или массив из нескольких антенн, будут потреблять энергию и передавать ее в виде отдельной трехмерной волны, излучаемой антенной. Эти шаблоны можно концептуализировать с использованием графических рисунков, называемых диаграммами направленности антенн.
Как правило, эти графики показывают форму диаграммы направленности, измеряя усиление на одной или нескольких частотах, либо принимая вид поперечного сечения под разными углами (известные как плоские диаграммы), либо используя графики, которые предают трехмерную форму объекту (3D - шаблоны).
Компания Ubiquiti предоставила оба типа графиков для каждой текущей модели точки доступа UniFi, чтобы помочь администраторам лучше понять и спланировать, как развернуть сеть из точек доступа UniFi для определенных задач. В следующих статьях будет отражена отдельная диаграмма направленности для каждой модели, которая объяснит, как "читать и понимать" представленные диаграммы направленности.
Что такое усиление антенны?
Основа для понимания диаграммы направленности антенн - это знание того, что они измеряют. Коэффициент усиления антенны измеряет насколько эффективно антенна посылает и принимает сигнал в определенном направлении. Это количественно определяется с использованием децибел-изотропных, что обычно сокращается как дБи. Изотропная антенна - это антенна, которая теоретически транслируется во всех направлениях одинаково. Или, другими словами, изотропный излучатель подобен надутому шару, который является идеальной сферой.
дБи измеряет направленность/эффективность усиления антенны относительно теоретической антенны. Если Вы посмотрите на кольцо в приведенном ниже примере, красное кольцо на 0 дБи представляет диаграмму направленности антенны изотропного излучателя при той же мощности (в данном случае 5,2 ГГц).
В этом примере антенна имеет на 10 дБ больше эффективности в направлении 0 градусов, чем изотропный излучатель. Этот пример имеет большую эффективность во всех направлениях, отличных от 270 градусов, что означает, что если Вы захотите развернуть точку доступа с этой антенной, все Ваши клиенты должны быть расположены вокруг точки на 270 градусов.
Плоские диаграммы: понимание азимута и высоты
Существует два основных параметра плоских диаграмм: азимут и высота. Азимут представляет собой вид с высоты птичьего полета с рисунком антенны, который показывает усиление, достигающее горизонта.
Представьте шаблон с точкой доступа UniFi, как если бы Вы стояли прямо под потолочной точкой доступа и смотрели вверх на график, по всем направлениям горизонтали от точки доступа.
Различные цветные кольца представляют собой то, как изменяется вид азимута, когда Вы стоите немного ниже точки доступа с шагом 10 градусов (70, 80 и 90 градусов).
На рисунке видно, как далеко от точки доступа указывается какое усиления получает точка в этом направлении. Шкала обеспечивается приращениями дБи, начиная с внешнего периметра с 10, 5, 0, -5, -10 и т. Д.
Второй тип плоских рисунков - диаграммы плоскости возвышения. Диаграмма плоскости возвышения представляет собой поперечное сечение диаграммы направленности антенны, если Вы будете смотреть на точку доступа с уровня глаз с определенного угла на горизонте.
Поскольку большинство точек доступа UniFi предназначены для установки на потолке или стене, сигнал оптимизирован для направления противоположного стороне крепления или в направлении, по форме символа U. По этой причине Ubiquiti решила исключить распространение волны в промежутке с 90 до 270.
Визуализация плоских диаграмм
Как только Вы поймете, как "читать" диаграммы направленности антенны будет полезно визуализировать график в трехмерном виде.
Давайте рассмотрим трехмерный рендеринг типичного примера комбинированного азимута и перпендикулярных графиков высоты, чтобы помочь Вам лучше визуализировать то, что показывают ранее обсуждавшиеся диаграммы:
В этом примере мы смотрим точку доступа с потолочным креплением. Основываясь на ориентации в форме U, мы можем использовать выборочные данные излучения антенны для визуализации каждой плоскости по отношению друг к другу. Красная плоскость - азимут, синяя - высота от 0/180, а зеленая - высота от 90/270. Обратите внимание, что коэффициент усиления не масштабируется, а в реальном режиме развертывания будет транслироваться гораздо дальше, чем показывают фигуры. Это дает Вам представление о форме диаграммы направленности антенны, что в значительной степени обеспечит адекватный сигнал во всех направлениях.
Понимание позиционирования этих плостей относительно точки доступа может помочь Вам получить общее представление о том, как будет выглядеть трехмерная форма диаграммы направленности антенны.
3D - диаграммы излучения
В качестве альтернативы плоскостям - трехмерные диаграммы излучения могут значительно облегчить визуализацию формы диаграммы направленности. Иногда эти 3D-модели могут быть представлены как визуализированный трехмерный объект, но также могут быть предусмотрены в разноцветном виде, как показано ниже:
Этот рисунок включает в себя диаграммы азимутальной плоскости и диаграммы высоты во всех направлениях. Усиление по всему графику можно определить, используя цветовую шкалу справа.
Углы от 0 до 360 окружности представляют азимут во всех направлениях от центра точки доступа. Чтобы визуализировать изображение, мы предоставили изображение из 5 цветных точек на точке доступа, чтобы указать ориентацию графика.
Как В ы можете видеть, 3D-график представляет собой визуальное представление усиления направленности, если Вы стоите лицом к точке доступа.
Анимированное изображение ниже показывает, что представляет собой каждое возрастающее кольцо в графике с инкрементной шкалой 15, 30, 45, 60, 75 и 90 градусов.
Большинство участков 3D-излучения охватывают пространство, излучаемое из точки доступа в плоскости, выходящей из центра точки доступа. Для некоторых из точек доступа, которые не предназначены для установки на стене или потолке масштаб графика расширяется до 180 градусов.
Как использовать диаграммы направленности при развертывание беспроводной сети
При подготовке к развертыванию беспроводной сети диаграммы направленности антенны очень полезны. Давайте посмотрим на пример:
В этом примере использование диаграммы излучения поможет нам увидеть, где мы должны разместить точку доступа, чтобы добиться оптимального результата и иметь лучшее соединение с беспроводным устройством. Имейте в виду, что при рассмотрении небольших пространств, таких как гостиная, это усиление антенны будет иметь гораздо меньшую разницу, чем может показаться в этом примере.
Не будьте слишком обеспокоены небольшими вариациями сигнала, поскольку они вряд ли будут способствовать какой-либо значимой разнице в производительности сети. Перемещать стол на три метра вправо, чтобы извлечь выгоду из этого - выглядит примерно как повисить усиления на 1 дБ для улучшения сигнала в данном направление. Диаграммы направленности антенны являются ценным инструментом при планировании сети с оптимальной производительностью.
Авторский перевод "UniFi - Introduction to Antenna Radiation Patterns"
