Wi-Fi: Все, что Вы хотели знать, но боялись спросить

Bluetooth — это хорошо разработанная технология беспроводной связи, но она не предназначена для передачи изображений с высоким разрешением, музыкальных файлов и видеоинформации, а также для синхронизации больших баз данных. Для этих целей разработана новая сверхширокополосная технология UWB, которая может стать опасным конкурентом для Bluetooth. В отличие от обычных схем модуляции радиосигнала в технологии UWB предусмотрено использование коротких радиоимпульсов, обеспечивающих маломощное излучение в широкой полосе частот. Но до того времени, когда средства UWB получат широкое распространение, у технологии Bluetooth имеются хорошие шансы закрепиться на рынке (в течение ближайших нескольких лет) в качестве дополнения к новым технологиям, подобным UWB.

Антенны для устройств беспроводных ЛВС

До недавнего времени разработчики оборудования для беспроводных ЛВС (БЛВС) не уделяли должного внимания проектированию антенн. Например, антенны некоторых ноутбуков, которые представляют собой проложенные внутри корпуса машин куски провода, даже не были сориентированы для оптимального функционирования. Широко используемые в точках доступа антенны, предназначенные для разнесённого приёма радиосигналов, работают ненамного лучше этих проводов.

Однако ситуация меняется. Новые «интеллектуальные» антенны от компаний Airgo Networks, Motia, Vivato и других производителей существенно улучшают характеристики устройств БЛВС, в том числе повышают их дальность действия. Если в будущем вы планируете задействовать «интеллектуальные» антенны или хотите использовать возможности имеющихся антенн по максимуму, то вам следует знать их параметры. Это так же важно, как знание характеристик вносимого затухания, волнового сопротивления и перекрёстных наводок кабеля проводной ЛВС.

Параметры антенн

Любая антенна выполняет две основные функции. Работая на приём, она преобразует электромагнитную волну в электрический сигнал. Последний затем обрабатывается беспроводным устройством, в результате чего получаются цифровые данные. При передаче информации антенна преобразует электрический сигнал в электромагнитную волну, которая излучается в окружающее пространство. Для передачи потоков данных по радиоволнам используются сложные схемы модуляции.

От того, как хорошо антенна осуществляет эти функции, зависят возможность подключения пользователей к БЛВС и скорость передачи данных. Если антенна не будет излучать радиоволны должным образом, интерфейсы БЛВС (адаптируясь к низкому уровню сигнала) снизят свои максимальные скоро-сти передачи, что приведёт к уменьшению производительности сети. Подходящая антенна должна обеспечивать требуемое радиопокрытие и минимизировать уровень сигналов БЛВС, выходящих за пределы обслуживаемого здания.

Итак, рассмотрим параметры антенн. В качестве базы для сравнения способности разрабатываемых антенн усиливать радиосигнал радиоинженеры используют гипотетический изотропный излучатель. Он излучает радиосигнал равномерно по всем направлениям, поэтому его диаграмма направленности (ДН) имеет вид сферы.

Коэффициент усиления (КУ) такой антенны равен 0 дБ, а КУ любой другой антенны выражают в децибелах относительно изотропного излучателя.

ДН антенны может быть представлена в виде трехмерного изображения или как два двухмерных графика. Самым распространённым типом антенн в БЛВС является всенаправленный диполь. Такими антеннами оснащены многие точки доступа. Будучи ориентированным перпендикулярно поверхности земли, в азимутальной плоскости диполь излучает сигнал равномерно по всем направлениям, а его ДН в этой плоскости (при использовании полярных координат) имеет форму окружности, в центре которой находится сам диполь. При этом предполагается, что она установлена перпендикулярно поверхности земли. В отличие от сферической ДН изотропного излучателя ДН этой антенны как бы растянута в азимутальной плоскости, т. е. большую часть энергии радиоволн она излучает по горизонтали, что, собственно, и обеспечивает её более высокий КУ (2,2 дБ) по сравнению с КУ изотропного излучателя. Увеличение КУ антенны способствует росту дальности действия радиосистемы. Оснащённая антенной с такой ДН точка доступа обеспечит радиопокрытие большого помещения, при этом уровень её излучения на соседних этажах здания будет низким. Если же антенну ориентировать горизонтально, то излучаемый ею сигнал будет распространяться и между этажами. При каждом увеличении КУ антенны на 3 дБ уровень принимаемого ею сигнала удваивается.

Специалисты конструируют и остронаправленные антенны, которые фокусируют электромагнитную энергию в узкий луч. К таким антеннам относятся большие параболические антенны, с помощью которых организуют наземные радиолинии длиной до 40 км и более. Названные антенны имеют КУ до 25 дБ и выше.

Варианты реализации антенн