Daha yüksek dBi, bir anten için daha ileri menzil anlamına mı geliyor?

Kısa süre önce SparkFun'dan Arduino'um için bu (gülünç derecede pahalı) Bluetooth modülünü satın aldım. Öğenin sayfasında 100 metrede test edildiğini söylüyor. Kurulumları hakkında bilgi almak için SparkFun ile iletişime geçtim ve bu 2,2 dBi anteni kullandıkları 100 m'lik menzile ulaştıklarını söylediler .

Herhangi bir (2.4GHz) 2.2 dBi antenin 100m benzer sonuçlar vereceğini varsayıyorum: bu doğru mu?

Ancak, yolda bu 7 dBi anten var. Bunu kullanırsam, 2.2 dBi anteninden daha fazla menzil elde edebilir miyim?

Evet, 7 dBI anteninden 2.2dBI'den (özellikle 4.8 dB) daha fazla sinyal gücü elde edersiniz. Her yöne eşit olarak yayılan bir fikir anteninden daha fazla enerji yayarak enerjiyi çözer (0 dBI).

Bu 4,8 dB'lik artan sinyal gücü 10 ^ (4,8 / 10) = 3 kat daha fazla güçtür. Bu, ideal koşullarda menzilinizi yaklaşık% 70 artıracaktır.

Yönlü olduğundan, daha dikkatli bir şekilde göstermeniz gerekecektir. Özellikle bağlı anten hemen hemen dikey bir teldir. Antenin etrafında bir daire içinde yayılır; alıcınız bu düzlemin çok üstünde veya altında olmamalıdır.

Görüşünüze benzer antenleri düşünebilirsiniz. 0dB, ​​sizin gibi yapay hiçbir şey olmadan sizi düşünürdü.

Şimdi daha fazla görmek için bir çift dürbün kullanmaya karar veriyorsunuz. Dürbünle ilgili sorun, görüş menzilinizin onlarla olan kadar büyük olmamasıdır. Ancak, dürbün yardımcı olur, daha önce göremediğiniz şeyleri görmenizi sağlar. Bu 2.2dB anten diyelim.

Şimdi daha da fazla görmek istediğinize karar veriyorsunuz, böylece bir teleskop çıkarıyorsunuz. Yine görüş açısını sınırlandırıyorsunuz, ancak daha fazlasını görmek için buna değebilir. Bu 7dB anten gibi olurdu.

Antenler biraz daha karmaşıktır, temel çizgileri aynı anda tüm yönlerde (yukarı, aşağı, ileri, geri, adlandırın) eşit olarak görme yeteneği olacaktır. Bu duruma izotropik anten denir. Bu, dB'deki 'i' nin geldiği yerdir ve bizim temel çizgimizdir.

Dürbün ve teleskop örneğine dönersek, başladığınız 360 * görüşün tamamı nedeniyle antenler buna bir karmaşıklık katıyor. Önde, arkada, solda ve sağda görmenizi sağlayan bir desene sahip bir anteniniz olabilir, ancak üstünüzde veya altında görmenize izin vermez. Bu tür antenlerin kazancı olabilir, çünkü yukarıdan ve aşağıdan kesersiniz. Büyük ölçüde bu hala çok yönlü bir anten olarak düşünülecektir, çünkü hala 360 * bir görünüme sahiptir, ancak antenin doğrudan üstünden veya altından çok iyi alamaz.

Geçmeye çalıştığım temel kavram, kazanımın hiçbir yerden çıkamayacağı, anten modelinin başka bir kısmına kazanç sağlamak için anten modelinin bir kısmını feda etmek zorunda olduğunuz.

Yani sorunuza:

Herhangi bir (2.4GHz) 2.2dBI anteninin 100m, benzer sonuçlar vereceğini tahmin ediyorum

Şart değil. Temelde 2.2dBI antenine sahip olabilirsiniz, bu gerçekten çok garip bir anten desenine sahip olabilir, bu da çok az boşluğa sahip olacağınız çok sayıda boşluğa sahip olmanıza neden olurken, diğer alanlar 100m aralığa sahip olabilir. Gerçekten öğrenmek için antenlerin veri sayfasına göz atmanız gerekir.

Anten üreticilerinin anten seslerini rakiplerinden daha iyi hale getirmek için her zaman ellerinden gelenin en iyisini yapacağını belirtmek gerekir. Bu, mümkün olan en yüksek sayıyı elde etmek için anten kazanımlarını biraz farklı şekillerde ölçebilecekleri anlamına gelir. Herhangi bir iyi antenle, uygun anten modellerini elde edebilirsiniz.

Mevcut cevaplar çoğunlukla sorunuzu ele aldı, ancak sadece gelecek nesiller için birkaç şeyi açıklığa kavuşturmak istiyorum.

Toplam yayılan güce eşdeğer olmadığından dBi'ye dikkat etmelisiniz . Farklı antenler büyük ölçüde farklı verimliliklere sahip olabilir .

DBi'nin size söylediği şey, muntazam ve çok yönlü olarak yayılan mükemmel bir antenle (izotropik) karşılaştırıldığında olası tüm yönlerden elde edilen tepe kazancıdır. Ayrıca bunun bir oran olduğunu ve logaritmik ölçekte olduğunu, yani 3 dB 2 kat daha fazla, 20 dB 100 kat daha fazla olduğunu (ve dBi'deki i izotropik anlamına gelir) not etmelisiniz.

Her neyse, fark edilmesi gereken önemli olan, 2.2 dBi anteninin doğrudan işaret ettiği şey (dar bir ışın genişliği) ve aslında çok yönlü bir antenden daha az toplam güç yayan her yönde korkunç bir kazanıma sahip olabilmesidir . *

Görüş hattı (LOS) ortamlarında olduğunuzda, anten diğer antene doğru şekilde işaret ettiği sürece, bu tepe kazanç muhtemelen önemli olan tek şeydir. ** Ancak, iç mekanda ve hatta olmayan görüş (NLOS) ortamlarında, çılgın girişim desenleri oluşturacak çok sayıda çok yol elde edebilirsiniz - sinyal, zeminlerden, tavanlardan, buzdolabınızdan, telefonunuzdan vb. Yapıcı veya yıkıcı bir şekilde ekleyebilir, size büyük ölçüde farklı alınan güç verir. Bu NLOS ortamlarında antenin verimliliği (toplam yayılan güç) genellikle yönlülükten (dBi) çok daha önemlidir.

* Örneğin, mükemmel bir 3 dBi anten (2x kazanç) tüm gücünü hem azimut hem de yükseklik olarak 180 derece yayar (bir kürenin yarısını düşünün). Bu gerçekte asla elde edilemez, çünkü her zaman kazançta kademeli bir değişikliktir (özellikle, ışın kalıplarına baktığınızda genellikle 3 dB çizgisini çizerler, bir ısı haritası kademeli bir değişiklik gösterecektir). Bununla birlikte, sadece 18 derecelik bir ışın genişliğinde 3 dBi kazanç elde eden bir anten, gücün 1 / 100'ünü yaymasına rağmen 3 dBi anten olarak kabul edilir (çünkü azimutta 1/10 ve genişliğinde 1/10. genişlikte).

** Başka nesnelerin / yansımaların yokluğunda, diğer anten yalnızca doğrudan ona doğru yayılan gücü alacaktı, bu yüzden başka herhangi bir yöndeki kazancın ne olduğu önemli değil. Gerçi, gerçekte, zemin sıçramaları ile bile, bazı vidalı girişim desenleri alabilirsiniz.

Son düşünce - bir boş alan yolu kaybı hesaplayıcısına bakarsanız, örneğin https://www.pasternack.com/t-calculator-fspl.aspx , bu 2.2 dBi kazancı size yaklaşık 22 m ek menzil verir (aynı yol kaybı 0 dBi anten için 78 m, 2,2 dBi anten için 100 m). 7 dBi anteniniz aynı yol boşluğu için 175 m'ye kadar 75 m daha verir. Yine, bu sadece ideal bir serbest alanda (yansıma / emilim yok) ve mükemmel sivri bir antende.

Yasayı çok yüksek bir anten kazancı ile ihlal edebileceğinizi de unutmamalısınız - FCC, 2.4 GHz bandındaki lisanssız iletimi 1 watt EIRP (eşdeğer izotropik yayılan güç) ile sınırlar. Ayrıca, ışık hızındaki gecikme (175 m'de yaklaşık 1 ABD gidiş dönüş) şeyleri kırabildiğinden (WiFi'ye daha aşina olduğum halde), bazı mesafelerde bluetooth protokolü muhtemelen başarısız olmaya başlayacaktır.

Evet İzotropik gerçek "çok yönlü demektir. Bir lastik ördek ya da yama anteni boş bölgelere sahip olduğu için antene doğru bazı yönlerde daha fazla gönderir. Bu kazanç genellikle 2 ~ 3dBi ... diğer yönlerdeki kaybı açıklar.

Çok yönlü TV anteni ve uydu antenleri genellikle 16 ~ 24 dBi arasındadır. Tepe yönünün kazanımı ve ışın genişliği izotropikten gelen değişimlerdir.

Bunun sizin için anlamı şudur: Saçakta olduğunuzda, artık 5dB daha fazla almayı hedefleyebilirler ki bu da büyüktür ve bu sizi hatasız moda sokar. Ancak dar bir far gibi, aynı zamanda uzaktaysa ve yönlendiriciye veya hücre kulesine giden yönü bilmiyorsanız, RSSI'nızı izleyene veya cep telefonundan sinyal gücü göstergesi alana kadar kaybolma olasılığınız daha yüksek demektir. Ancak Wifi için çift amaca hizmet eder. Bağlantı kurulduktan sonra Apple'ın OSX gibi bazı durumlarda sinyal gücüne değil baud hızına geri döner ve sinyali kaybederseniz, iyi bir bağlantı kurmayı hedeflemeniz gerekir.

Net site alanında doğrudan ideal "parazitsiz" noktadan noktaya, 5 dB iyileştirme, mesafenizi neredeyse iki katına çıkarabileceğiniz anlamına gelir. Bu nadiren şehirde gerçekleşir, bu nedenle mesafe sinyale nişan alma ve parazitten uzak olma yeteneği kadar önemli değildir.

Bir kişi yol kaybını hesaplamak isterse yol kaybı için "Friis İletim Denklemi" ni kullanabilir. Bu, alıcı gürültü zemini, çok yollu ölü bölgeler ve binalardan, ağaçlardan, yağmurdan vb. Yol kaybını hesaba katmaz.

Menzil, R, metre olarak, Lambda da Ft vericisinin dalga boyu ve her iki anten için de kazanç sağlar Gr, Gt.

Herhangi bir (2.4GHz) 2.2dBI anteninin 100m, benzer sonuçlar vereceğini tahmin ediyorum

Hayır. Antenler konusunda uzman değilim, ama yönlendirici antenleri duydum. DBi'deki "i", her yöne eşit olarak yayılan "izotropik" anlamına gelir. Böyle bir anten gerçekten mevcut değildir, ancak teorik model referans olarak kullanılabilir. Böylece 2,2 dBi anten, izotropik antenden 2,2 dB daha iyi performans gösterir.

Herhangi bir 2.2 dBi antenin aynı mesafeyi vereceğini söylemek antenin yönelimini yok sayar. Daha yüksek yönlendirilebilirliğe sahip bir anten, daha az yönlendirici bir antenden daha az güç ile 100 m'ye ulaşacaktır.