Višesmjerne naspram usmjerenih antena: koja je prava za vaš bežični projekt?

Prilikom odabira antene za bežični uređaj jedno od prvih pitanja je hoćete li koristiti višesmjernu ili usmjerenu antenu. Obje vrste široko se koriste u bežičnoj komunikaciji, ali su dizajnirane za rješavanje različitih problema pokrivenosti.

Za proizvođače opreme, integratore sustava i programere bežičnih mreža, odluka može utjecati na instalaciju, kvalitetu signala i ukupne performanse komunikacijskog sustava.

Višesmjerna antena općenito se koristi kada uređaji trebaju komunicirati iz različitih smjerova. Usmjerena antena je prikladnija kada signal treba koncentrirati prema određenom mjestu.

Razumijevanje načina rada ova dva dizajna antena može olakšati odabir prikladnog rješenja za vašu primjenu.

1. Višesmjerne antene: Dizajnirane za pokrivanje u više smjerova

Višesmjerna antena obično se koristi u bežičnim sustavima gdje se povezani uređaji nalaze oko središnje komunikacijske točke.

Za razliku od antene dizajnirane da usmjerava prema određenom prijemniku, tipična okomito postavljena višesmjerna antena distribuira svoj signal oko vodoravne ravnine. To ga čini korisnim u okruženjima u kojima se položaj povezanih uređaja može razlikovati.

Na primjer, bežična pristupna točka u skladištu možda će morati komunicirati s opremom koja se nalazi na različitim stranama zgrade. Višesmjerna antena može pružiti praktičan uzorak pokrivenosti za ovu vrstu instalacije, pod uvjetom da je antena prikladno postavljena.

Gdje se najčešće koriste višesmjerne antene?

Njihove primjene uključuju:

• Bežični usmjerivači i pristupne točke

• Industrijska IoT oprema za nadzor

• Bežične senzorske mreže

• Komunikacijski sustavi pametnih zgrada

• Vanjska bežična pokrivenost opće namjene

Dizajn antene trebao bi odgovarati stvarnom okruženju. Višesmjerna antena s visokim pojačanjem može imati ravniji okomiti uzorak zračenja od modela s nižim pojačanjem. Kao rezultat toga, povećanje dobitka antene ne poboljšava uvijek pokrivenost za uređaje koji se nalaze na različitim visinama.

Što biste trebali uzeti u obzir prije nego što odaberete?

Radna frekvencija i uzorak zračenja su posebno važni.

Antena dizajnirana za 2,4 GHz možda neće raditi kako se očekuje u sustavu od 5 GHz osim ako nije posebno dizajnirana da podržava oba pojasa. Također treba uzeti u obzir kompatibilnost konektora, montažu antene, gubitak kabela i raspoloživi prostor za ugradnju.

Za proizvođače opreme ti su detalji često jednako važni kao i reklamirani dobitak antene.

2. Usmjerene antene: Fokusiranje signala prema meti

Usmjerena antena je dizajnirana da koncentrira radiofrekvencijsku energiju u određenom smjeru.

Ova karakteristika ga čini korisnim kada su poznate lokacije odašiljanja i primanja. Umjesto distribucije pokrivenosti oko antene, dizajn fokusira više svoje energije prema predviđenom komunikacijskom području.

Usmjerene antene dostupne su u nekoliko oblika, uključujući panel, Yagi, patch i parabolični dizajn. Njihovi uzorci zračenja i karakteristike pojačanja variraju prema njihovoj strukturi i radnoj frekvenciji.

Zašto koristiti usmjerenu antenu?

Glavna prednost je njegova sposobnost da osigura veći dobitak u smjeru namjeravane veze.

Razmotrimo bežičnu vezu između dvije industrijske zgrade. Ako obje zgrade imaju jasan komunikacijski put, usmjerene antene mogu pomoći u uspostavljanju fokusirane veze između njih.

Ovaj pristup također može smanjiti neželjene signale iz drugih smjerova, ovisno o omjeru antene naprijed-natrag i karakteristikama bočnog snopa.

Tipične primjene

Usmjerene antene se obično koriste za:

• Bežični mostovi od točke do točke

• Vanjska komunikacija između zgrada

• Bežične podatkovne veze na velike udaljenosti

• Priključci za industrijsku kontrolu i nadzor

• Udaljeni pristup mreži

Jedno važno razmatranje je poravnanje. Usmjerena antena mora biti postavljena prema namjeravanom komunikacijskom partneru. Ako je antena usmjerena u krivom smjeru, primljeni signal može postati znatno slabiji.

3. Višesmjerne naspram usmjerenih antena: praktična usporedba

Razlika između ove dvije vrste antena postaje jasnija kada se pogleda kako se koriste u stvarnim bežičnim instalacijama.

Ovo su opće karakteristike. Stvarni dobitak, širina snopa i pokrivenost ovise o specifičnom dizajnu antene, a ne samo o njezinoj kategoriji.

4. Znači li veće pojačanje antene uvijek bolju izvedbu?

Nije nužno.

Dobitak antene opisuje kako je radio energija koncentrirana u određenom smjeru. Obično se izražava u dBi, s većim pojačanjem koje ukazuje na jaču usmjerenu koncentraciju u odnosu na izotropnu referencu.

Usmjerena antena može postići veliki dobitak koncentracijom energije u uži snop. Višesmjerna antena širi svoju horizontalnu pokrivenost.

Za bežični most koji povezuje dvije fiksne lokacije, može biti prikladna usmjerena antena visokog pojačanja. Međutim, za uređaj koji komunicira s opremom koja se nalazi oko njega, uži uzorak zračenja mogao bi stvoriti probleme s pokrivenošću.

Prava antena stoga nije uvijek ona s najvećim dobitkom. To je onaj čiji uzorak zračenja odgovara predviđenom komunikacijskom putu.

Kada se uspoređuju specifikacije antene, korisno je ispitati:

• Dobitak i širina snopa

• Radna frekvencija

• Polarizacija

• Impedancija

• Vrsta priključka

• Dimenzije antene

• Instalacijsko okruženje

Ove specifikacije pomažu odrediti je li antena kompatibilna s bežičnom opremom i predviđenom primjenom.

5. Kako odabrati antenu za industrijsku i bežičnu opremu

Za industrijske primjene odabir antene često počinje fizičkim rasporedom komunikacijskog sustava.

Ako je oprema instalirana na središnjoj točki i treba komunicirati s uređajima raspoređenim u različitim smjerovima, višesmjerna antena može biti prikladna početna točka.

Ako sustav povezuje dvije fiksne lokacije, obično vrijedi razmisliti o usmjerenoj anteni.

Postoje i instalacije gdje nijedna opcija nije automatski najbolji izbor. Na primjer, veliki objekt s nekoliko odvojenih područja pokrivenosti može zahtijevati više antena umjesto da se oslanja na jednu antenu s većim pojačanjem.

Prije nego što odaberete proizvod, razmotrite sljedeća pitanja:

Na kojoj frekvenciji radi oprema?

Antena mora podržavati traženi frekvencijski pojas. Frekvencijska kompatibilnost ključna je za postizanje očekivanih RF performansi.

Kako su postavljeni povezani uređaji?

Uređaji smješteni oko središnje točke općenito zahtijevaju širu pokrivenost. Fiksni prijamnik na poznatoj lokaciji može imati koristi od fokusirane antene.

Je li antena postavljena u zatvorenom prostoru ili na otvorenom?

Vanjske instalacije mogu zahtijevati materijale otporne na vremenske uvjete, odgovarajući hardver za montažu i zaštitu od uvjeta okoline.

Koji su konektor i kabel potrebni?

Antena s ispravnim frekvencijskim rasponom, ali nekompatibilnim priključkom možda neće biti prikladna za opremu. Duljina kabela i uneseni gubitak također mogu utjecati na konačnu izvedbu sustava.

6. Suradnja s proizvođačem antena

Za programere bežične opreme odabir antene često je dio većeg procesa dizajna proizvoda.

Potrebna frekvencija, pojačanje antene, dijagram zračenja, mehaničke dimenzije i tip konektora mogu se razlikovati od projekta do projekta. Standardna antena može zadovoljiti osnovne zahtjeve, dok druge aplikacije mogu zahtijevati drugačiju konfiguraciju.

Kada kontaktirate proizvođača antene, pružanje sljedećih informacija može pomoći u prepoznavanju prikladnog proizvoda:

• Radna frekvencija ili frekvencijski raspon

• Potreban dobitak antene

• Višesmjerna ili usmjerena pokrivenost

• Vrsta priključka

• Veličina antene i zahtjevi za montažu

• Unutarnja ili vanjska primjena

• Model bežične opreme ili namjena

Ovi detalji omogućuju dobavljaču antene točniju procjenu primjene umjesto da preporučuju proizvod samo na temelju frekvencije ili pojačanja.

Često postavljana pitanja

Je li višesmjerna antena bolja za Wi-Fi?

Višesmjerna antena često je prikladna za Wi-Fi pristupne točke koje trebaju služiti uređajima u različitim smjerovima. Međutim, najbolja antena ovisi o rasporedu zgrade, lokaciji pristupne točke, frekvencijskom pojasu i zahtjevima pokrivenosti.

Koja je antena bolja za bežični most?

Za bežični most od točke do točke općenito se preferiraju usmjerene antene jer koncentriraju signal prema mjestu primanja. Obje antene trebaju biti ispravno usmjerene, a vezu treba ocijeniti prema stvarnim uvjetima instalacije.

Može li usmjerena antena komunicirati s više uređaja?

Da, ako se uređaji nalaze unutar njegove zrake zračenja i sustav podržava potrebne veze. Međutim, usmjerena antena možda neće pružiti odgovarajuću pokrivenost za uređaje koji su široko raspoređeni oko mjesta postavljanja.

Završne misli

Izbor između višesmjerne i usmjerene antene svodi se na to kako bežični sustav treba komunicirati.

Višesmjerne antene korisne su kada je potrebna pokrivenost oko središnje lokacije. Usmjerene antene prikladnije su za fokusiranu komunikaciju između poznatih lokacija.

Za proizvođače bežične opreme i programere industrijskih sustava, procjena frekvencije, pojačanja, uzorka zračenja, kompatibilnosti konektora i uvjeta instalacije praktičan je način za sužavanje mogućnosti antene.

Odgovarajuća antena trebala bi odgovarati komunikacijskim zahtjevima opreme, a ne samo nuditi najveći dobitak ili najveći reklamirani domet.