Антенны для беспроводных систем antennas Full view

Антенны для беспроводных систем

 

Направленные антенны типа «весло» или «акулий плавник» для беспроводных систем (на самом деле – LPDA, или логопериодическая дипольная антенна) часто можно увидеть на крупных мероприятиях, поэтому легко сделать вывод, что такие устройства всегда лучше, и должны быть использованы для вашей беспроводной системы.

Однако, антенны направленного действия хороши не для любого применения. Также существует заблуждение, что антенны должны быть как можно ближе к передатчикам, даже если приемники находятся далеко и соединены с антеннами длинным коаксиальным кабелем. Далее, термин «diversity» часто используется не по назначению в описании некоторых типов приемников.

Давайте разберем все эти вещи.

Потери в кабеле

Во-первых, имейте в виду, что при подключении коаксиальным кабелем антенн к вашему ресиверу будет происходить некоторое ослабление сигнала. Количество ослабления зависит от рабочей частоты, более высокие частоты показывают большие потери в кабеле.

ant_table1

Таблица 1 показывает потери в различных типах кабеля длиной 30 метров, на частоте 700 MHz.

Да, потери для частот между 470 – 698 МГц будут несколько меньше, чем показано в таблице. Но общий концепт понятен.

BeldenПоследний тип кабеля, показанный в списке — Belden 9913F7, специализированный кабель, с качественным диэлектриком, двойным экраном, но довольно большой в диаметре, довольно жесткий, и дорогой. Другими словами — везде компромиссы.

Вообще, обычно используется кабель с волновым сопротивлением 50 Ом, но имейте в виду, что в некоторых применениях 75-омный кабель может быть лучшим выбором.

Чтобы компенсировать потери сигнала, может оказаться необходимым использовать активный линейный усилитель. Такие устройства требуют питания. В целом, применение ВЧ-усилителей лучше оставить для больших систем, где задействованы очень длинные кабели.

Направленные антенны

Как упоминалось выше, есть мнение, что направленные антенны — это всегда хорошо. И во многих случаях, они являются правильным выбором. Следует помнить, что направленные антенны имеют усиление в одном направлении, и таким образом, берут любые сигналы, приходящие с этого направления, включая те, которые вам нужны и те, которые вам не нужны (например, ТВ-передачи, и т.п.)

Поэтому размещение их довольно критично. Дипольные антенны часто лучше работают коротких дистанциях, где артисты много двигаются, или большая площадь нуждается в покрытии, но не на большом расстоянии.

ant_Figure1

Рисунок 1 показывает три сценария с антеннами/кабелями, и результаты для каждого из них.

Разнесенный прием (diversity)

Вы, наверное, слышали о беспроводных системах, использующих принцип «разнесенного приема». Этот термин просто указывает на факт, что для оптимального приема сигнала используются две (или более) антенны, находящихся на некотором расстоянии друг от друга.

Причина в том, что порой на входе приемника может возникнуть радиочастотный «нуль», вызванный фазовым обнулением из-за отраженных сигналов, поступающих на антенну в противофазе с прямым сигналом. Эти отражения могут быть вызваны металлическими или бетонными поверхностями.

Для того, чтобы избежать этого, вторая антенна устанавливается в другое место, и получает несколько иную версию сигнала от передатчика, и очень маловероятно, что обнуление будет происходить на обеих антеннах одновременно.

Ключевым моментом здесь является то, что две антенны находятся в различных положениях, и это является одной из причин того, что лучше использовать выносные антенны для приемника, а не те короткие хвосты, которые идут в стандартной поставке.

ant_Figure2

На рисунке 2 показан пример решения проблемы RF-обнуления с помощью разнесенных антенн.

Одним из простых способов оценить потенциальный сетап «антенна/кабель» — помнить, что цель должна заключаться в единичном коэффициенте усиления между антенной и приемником.

Основные правила

Таким образом, возможно, следует рассмотреть правильное сочетание антенн, кабелей и усилителей ВЧ-сигнала перед покупкой любых из этих компонентов.

ant_table2

Таблица 2 показывает некоторые примеры систем, в том числе с использованием ВЧ-усилителя.

В плане разнесенного приема для размещения антенн идеально, чтобы они располагались друг от друга на расстоянии, по крайней мере, одной полной длины волны. Для VHF радиосистем, это означает метр или два между двумя антеннами. Для UHF систем обычно хватает полуметра. Однако, большие расстояния между антеннами — даже лучше. Некоторые пользователи ставят их по обеим сторонам сцены, например.

Поскольку эта информация для кого-то может показаться запутанной, я бы посоветовал использовать в качестве ресурса вашего поставщика оборудования. Они могут оказать реальную помощь в корректном внедрении беспроводных систем, и скорее всего – у них опыт решения подобных проблем раньше.

Держать эти основы в уме, звоните поставщику или производителю, когда вам нужна помощь, и эксплуатируйте ваши беспроводные системы без стресса.

Карл Винклер, Lectrosonics.

Оригинал материала.

Обсуждение