Κεραία μαστίγιο. Υπολογισμός κάθετης κεραίας τετάρτου κύματος

Αυτός είναι ένας ασύμμετρος δονητής, ο οποίος είναι μια άκαμπτη μεταλλική ράβδος. Η κεραία whip χρησιμοποιείται στον τομέα της ραδιοφωνικής μετάδοσης και της ραδιοφωνικής επικοινωνίας.

Οι κεραίες μαστιγώματος που λειτουργούν στις ζώνες μικρού μήκους χρησιμοποιούνται σε φορητά και φορητά σετ, μαζί με αυτόματο ή χειροκίνητο δέκτη. Οι κεραίες μπορεί να έχουν διαφορετικά μήκη (1-3 m) και μπορεί να έχουν διαφορετικό αριθμό τμημάτων (2-6). Οι κεραίες υψηλής απόδοσης χρησιμοποιούνται σε δασώδεις και δύσκολες περιοχές όπου οι συμβατικές κεραίες δεν μπορούν να κάνουν τη δουλειά τους αποτελεσματικά.

Για να αυξηθεί το εύρος συχνοτήτων, ένα πηνίο επέκτασης είναι προσαρτημένο στην κεραία μαστίγιο.
Οι πρώτες κεραίες μαστίγιας βραχέων κυμάτων αποτελούνταν από μεγάλους μονωτές στήριξης από πορσελάνη. Κατά τον συντονισμό της κεραίας, οι δονητές επιμήκυναν ή μίκρυναν. Οι σύγχρονες κεραίες συντονίζονται εύκολα και επιτυγχάνουν την επιθυμητή αντιστοίχιση κεραίας με την έξοδο πομπού και τον τροφοδότη χωρίς ογκώδεις μονωτές.

Μια κεραία μαστίγιο με συσκευή ταιριάσματος γάμμα έχει τη μορφή δονητή που εισάγεται στο χιτώνιο.
Ο σύνδεσμος, με τη σειρά του, συγκολλάται στην άκρη του μεταλλικού μαξιλαριού. Σε ορισμένες κεραίες μαστίγιο, οι λειτουργίες του δονητή είναι γαλβανισμένοι σωλήνες νερού που συγκολλούνται σε δύο θηλυκούς συνδέσμους. Τέσσερις ωτίδες με αντίβαρα συνδέονται σε άλλο συμπλέκτη. Οι μονωτές παξιμαδιών βρίσκονται στα άκρα των αντίβαρων. Οι δοκοί, εκτός από τις λειτουργίες των αντίβαρων, εκτελούν επίσης το έργο των συρμάτων τύπου των ιστών της πρώτης βαθμίδας. Ένας δονητής βρίσκεται στη μία πλευρά του χώρου και ένας μονωτήρας στήριξης με σωλήνα ταιριάσματος γάμμα είναι τοποθετημένος στην αντίθετη πλευρά του. Μια μεταλλική γέφυρα που κινείται πάνω-κάτω καλύπτει τόσο τον σωλήνα ταιριάσματος γάμμα όσο και τον σωλήνα δονητή. Στην επάνω πλευρά της πλατφόρμας, ένα μεταλλικό κουτί είναι στερεωμένο μεταξύ του ταιριαστή γάμμα και του δονητή. Το κουτί περιέχει έναν σύνδεσμο υψηλής συχνότητας και έναν μεταβλητό πυκνωτή. Ένας σταθερός πυκνωτής εγκαθίσταται παράλληλα με τον πυκνωτή. Οι πλάκες του ρότορα και του στάτορα του πυκνωτή απομονώνονται από το μεταλλικό κουτί. Τέσσερις τρύπες γίνονται στο σωλήνα δονητή για χάλκινο σύρμα, τα άκρα των οποίων κάμπτονται πάνω από την άκρη του σωλήνα. Στα κομμάτια του χάλκινου σύρματος προσαρμόζονται μονωτήρες κεραίας, καθώς και μονωτήρες για κεραίες εσωτερικού χώρου.

Έτσι, η δομή που προκύπτει σχηματίζει τη δεύτερη βαθμίδα της κεραίας τύπου μαστίγιο. Η οπή του δονητή, που βρίσκεται στο πάνω μέρος, κλείνει με ένα ξύλινο βύσμα, το οποίο δεν επιτρέπει την είσοδο υγρασίας στον δονητή. Το επάνω άνοιγμα του σωλήνα ταιριάσματος γάμμα κλείνει επίσης με ένα παρόμοιο ξύλινο βύσμα.

Ένα ομοαξονικό καλώδιο με μια συγκεκριμένη χαρακτηριστική σύνθετη αντίσταση συνδέεται στον σύνδεσμο υψηλής συχνότητας που βρίσκεται στο μεταλλικό κουτί. Οι επαφές του συνδετήρα, προμονωμένες, συνδέονται με τα ελάσματα του στάτορα του πυκνωτή. Ένα μονωμένο τμήμα ενός εύκαμπτου αγωγού συνδέεται με τις πλάκες του ρότορα του πυκνωτή και προσαρτάται στη βάση του σωλήνα προσαρμογής γάμμα.

Η κεραία μαστίγιο είναι συντονισμένη με μια ειδική συσκευή που καθορίζει την ένδειξη έντασης πεδίου. Ο ευκολότερος τρόπος ρύθμισης είναι να συμπεριλάβετε ένα θερμικό αμπερόμετρο στη διακοπή καλωδίων. Η μεγαλύτερη απόκλιση της βελόνας του αμπερόμετρου συμβαίνει λόγω της κίνησης του βραχυκυκλωτήρα πάνω και κάτω. Το σπάσιμο του σύρματος βρίσκεται από τις πλάκες του ρότορα του πυκνωτή στη βάση του σωλήνα ταιριάσματος γάμμα.

Ένας τροφοδότης συνδέεται με την κεραία μαστίγιο μέσω ενός συνδέσμου υψηλής συχνότητας. Η τάση υψηλής συχνότητας παρέχεται στην κεραία μέσω ομοαξονικού καλωδίου. Κατά τον συντονισμό της κεραίας, ο πομπός πρέπει να στοχεύει στη μέγιστη ακτινοβολία στη μεσαία ερασιτεχνική ζώνη. Όταν τελικά συντονιστεί η κεραία, θα εκπέμψει την περισσότερη ακτινοβολία, ο βραχυκυκλωτήρας είναι σταθερά συνδεδεμένος με τον σωλήνα δονητή και τον σωλήνα ταιριάσματος γάμμα. Ο τόπος στερέωσης είναι επικαλυμμένος με πλαστελίνη για μεγαλύτερη αξιοπιστία.

Οποιοσδήποτε ασύρματος δρομολογητής, σημείο πρόσβασης ή απλώς ένας ασύρματος προσαρμογέας συνοδεύεται από κεραία. Επιπλέον, μπορεί να είναι αφαιρούμενο και σταθερό. Ταυτόχρονα, το δίκτυο λιανικής προσφέρει έναν αρκετά μεγάλο αριθμό εναλλακτικών κεραιών για συσκευές Wi-Fi. Τίθεται ένα φυσικό ερώτημα: γιατί χρειαζόμαστε περισσότερες κεραίες (και, κατά κανόνα, καθόλου φθηνές), εάν κάποια συσκευή Wi-Fi έχει ήδη μια κεραία στο κιτ; Η απάντηση, φαίνεται, είναι προφανής: όσο μεγαλύτερη είναι η κεραία, τόσο το καλύτερο. Αρκεί να θυμηθούμε ρυθμισμένα αυτοκίνητα με φιμέ τζάμια, τα οποία είναι εξοπλισμένα με όχι μία, αλλά πολλές μακριές ράβδους κεραίες ταυτόχρονα. Ωστόσο… μην βιαστείτε να βγάλετε συμπεράσματα. Ρίξτε μια πιο προσεκτική ματιά στο ποιος οδηγεί αυτά τα 6 με φιμέ τζάμια και σίγουρα θα αρχίσετε να αναρωτιέστε αν το μέγεθος σημαίνει κάτι. Όπως είπε ο βαρόνος Munchausen, «μια σοβαρή έκφραση στο πρόσωπο δεν είναι ακόμη σημάδι ευφυΐας. Χαμογελάστε, κύριοι, χαμογελάστε».

Το παράδοξο είναι ότι δεν είναι όλες οι κεραίες, ακόμα κι αν το κόστος τους υπερβαίνει τα 100 $, κατά κάποιο τρόπο διαφορετικές από αυτές που παρέχονται στο κιτ.

Σε αυτό το άρθρο, θα προσπαθήσουμε να καταλάβουμε γιατί χρειάζονται καθόλου κεραίες, ποιες κεραίες Wi-Fi υπάρχουν και τι σημαίνουν τα τεχνικά χαρακτηριστικά τους και θα εξετάσουμε επίσης τις κεραίες Wi-Fi που μπορείτε να αγοράσετε στα ρωσικά καταστήματα.

Γιατί χρειάζονται οι κεραίες

Για να απαντήσετε σε αυτή την απλή ερώτηση, δεν είναι απαραίτητο να είστε ειδικός στον τομέα της ραδιομηχανικής. Όλοι γνωρίζουν ότι ούτε ραδιόφωνο ούτε τηλεόραση μπορεί να λειτουργήσει χωρίς κεραία. Με τον ίδιο τρόπο, ένα σημείο ασύρματης πρόσβασης δεν θα λειτουργήσει χωρίς κεραία, η οποία σε αυτή την περίπτωση λειτουργεί και ως δέκτης και ως πομπός. Μια κεραία είναι ταυτόχρονα πομπός ραδιοκυμάτων και δέκτης τους. Η διαμόρφωση της κεραίας καθορίζει την περιοχή κάλυψης του σημείου ασύρματης πρόσβασης, δηλαδή την περιοχή όπου το σημείο πρόσβασης εκπέμπει ένα σήμα που μπορούν να λάβουν άλλοι ασύρματοι πελάτες. Τονίζουμε: η περιοχή κάλυψης ενός σημείου ασύρματης πρόσβασης καθορίζεται ακριβώς από το σχεδιασμό και όχι από το μέγεθος της κεραίας, επομένως, η αρχή "όσο περισσότερο, τόσο το καλύτερο" δεν ισχύει σε αυτή την περίπτωση.

Το κύριο πρόβλημα με τις περισσότερες τυπικές κεραίες, δηλαδή τις κεραίες που διαθέτουν ασύρματα σημεία πρόσβασης, είναι ότι δεν έχουν αρκετά μεγάλη περιοχή κάλυψης. Για παράδειγμα, εάν μέσα σε ένα δωμάτιο (γραφείο) ένα σημείο πρόσβασης μπορεί να εξασφαλίσει αξιόπιστη λειτουργία ασύρματων πελατών, τότε δεν μπορεί κανείς να υπολογίζει σε μια σταθερή σύνδεση με έναν πελάτη που βρίσκεται πίσω από τον τοίχο. Και δεν μπορεί κάθε σημείο πρόσβασης να «διαπεράσει» δύο τοίχους.

Φαίνεται ότι το πρόβλημα επιλύεται εύκολα - αρκεί να αγοράσετε ένα σημείο πρόσβασης με υψηλότερη ισχύ πομπού. Ωστόσο, δεν είναι όλα τόσο απλά. Το γεγονός είναι ότι η ισχύς μετάδοσης των συσκευών Wi-Fi ελέγχεται αυστηρά. Ειδικότερα, στο εύρος συχνοτήτων από 2400 έως 2483,5 MHz (το εύρος συχνοτήτων των συσκευών Wi-Fi), επιτρέπεται η χρήση πομπών με ισχύ ακτινοβολίας ισοδύναμη με την ισοτροπικά ακτινοβολούμενη ισχύ (EIRP) για τη δημιουργία ραδιοδικτύων σε βάση χωρίς άδεια. (θα εξηγήσουμε την έννοια αυτού του όρου παρακάτω ), - όχι περισσότερο από 100 mW. Σε περίπτωση υπέρβασης αυτού του δείκτη απαιτείται η λήψη άδειας από το Υπουργείο Συγκοινωνιών για τη δημιουργία και λειτουργία τμηματικού δικτύου μετάδοσης ραδιοφωνικών δεδομένων. Κατά συνέπεια, τα σημεία πρόσβασης και οι ασύρματοι προσαρμογείς με ισχύ μετάδοσης άνω των 100 mW, που ισοδυναμεί με 20 dBm (θα μιλήσουμε επίσης για τον τρόπο διασύνδεσης αυτών των μονάδων λίγο αργότερα), απλά δεν πωλούνται.

Έτσι, όλα τα σημεία πρόσβασης και οι ασύρματοι προσαρμογείς έχουν την ίδια ισχύ πομπού και επομένως ο μόνος τρόπος για να αυξήσετε την κάλυψη ενός ασύρματου δικτύου είναι να χρησιμοποιήσετε ειδικές κεραίες αντί για παραδοσιακές κανονικές.

Η αύξηση της περιοχής κάλυψης ενός ασύρματου δικτύου είναι μόνο μία από τις λειτουργίες των κεραιών για συσκευές Wi-Fi. Μια άλλη, όχι λιγότερο σημαντική ιδιότητα είναι ότι σας επιτρέπουν να αλλάξετε το σχήμα της περιοχής κάλυψης, αυξάνοντας έτσι την ασφάλεια του ασύρματου δικτύου. Οι κανονικές κεραίες εκπέμπουν ένα σήμα ομοιόμορφα προς όλες τις κατευθύνσεις (σε οριζόντιο επίπεδο) και εάν ένα σημείο πρόσβασης με μια τέτοια κεραία τοποθετηθεί σε έναν τοίχο σε ένα δωμάτιο, τότε το σήμα θα διαδοθεί όχι μόνο στο διαμέρισμά σας, αλλά και πέρα ​​από τον τοίχο στον διπλανό σου. Αυτό, φυσικά, θα του επιτρέψει όχι μόνο να εντοπίσει γρήγορα το ασύρματο δίκτυό σας, αλλά και να προσπαθήσει να του επιτεθεί. Επιπλέον, εάν στο σπίτι ο γείτονάς σας είναι απίθανο να έχει το δικό του ασύρματο δίκτυο ή τουλάχιστον ένα φορητό υπολογιστή με ασύρματο προσαρμογέα, τότε σε ένα κτίριο γραφείων όπου πολλά γραφεία διαφορετικών εταιρειών βρίσκονται στον ίδιο όροφο, αυτή η κατάσταση είναι αρκετά πραγματική. Και επομένως, με τον όρο γείτονες, θα εννοούμε γείτονες όχι μόνο στο διαμέρισμα, αλλά και στο γραφείο.

Για να μην τους δελεάζετε και να προστατεύσετε το ασύρματο δίκτυό σας από εξωτερική εισβολή, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ειδικές κατευθυντικές κεραίες που εκπέμπουν το σήμα κυρίως προς μία κατεύθυνση. Αυτό θα επιτρέψει τόσο την αύξηση του εύρους διάδοσης του σήματος προς αυτή την κατεύθυνση όσο και την αποδυνάμωση ή την παρεμπόδιση της διάδοσης του σήματος προς άλλες κατευθύνσεις. Σε αυτή την περίπτωση, η διαφορά μεταξύ μιας συμβατικής κεραίας, η οποία ακτινοβολεί ομοιόμορφα προς όλες τις κατευθύνσεις, και μιας κατευθυντικής κεραίας είναι περίπου η ίδια όπως μεταξύ μιας λάμπας και ενός φακού. Φανταστείτε μια λάμπα να φωτίζει ένα δωμάτιο. Το φως από αυτό εξαπλώνεται περίπου ομοιόμορφα προς όλες τις κατευθύνσεις, γεγονός που κάνει το δωμάτιο πιο φωτεινό. Ωστόσο, η ίδια λάμπα μπορεί να τοποθετηθεί σε ένα φανάρι ή απλά να τοποθετηθεί πίσω από αυτό με έναν ανακλαστήρα καθρέφτη. Σε αυτή την περίπτωση, έχουμε μια κατευθυνόμενη διάδοση του φωτός. Μια τέτοια δέσμη δεν θα φωτίσει ολόκληρο το δωμάτιο, αλλά είναι σε θέση να μεταδώσει το φως σε πολύ μεγαλύτερη απόσταση. Έτσι ακριβώς λειτουργούν οι εξωτερικές κεραίες.

Προδιαγραφές κεραίας

Ένα από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά των κεραιών είναι το κέρδος. Συχνά το όνομα αυτής της παραμέτρου οδηγεί στη λανθασμένη υπόθεση ότι οι κεραίες είναι ικανές να ενισχύσουν το σήμα. Στην πραγματικότητα, αυτό δεν ισχύει - εάν η ισχύς του πομπού, για παράδειγμα, είναι 50 mW, τότε ανεξάρτητα από την κεραία που θα εγκαταστήσουμε, η ισχύς του μεταδιδόμενου σήματος θα είναι η ίδια. Το γεγονός είναι ότι όλες οι κεραίες αυτού του είδους είναι παθητικές συσκευές και απλώς δεν έχουν πού να πάρουν ενέργεια για να ενισχύσουν το μεταδιδόμενο σήμα. Αλλά τι σημαίνει τότε ο παράγοντας κέρδος; Για να απαντήσουμε σε αυτό το ερώτημα, πρώτα θα εξοικειωθούμε με σημαντικές έννοιες όπως το ιδανικό ισότροπο ψυγείο και το σχέδιο ακτινοβολίας της κεραίας.

Ισότροπος εκπομπός

Οι κεραίες εκπέμπουν ενέργεια με τη μορφή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων προς όλες τις κατευθύνσεις. Ωστόσο, η απόδοση της μετάδοσης σήματος για διαφορετικές κατευθύνσεις μπορεί να μην είναι η ίδια και χαρακτηρίζεται από ένα μοτίβο ακτινοβολίας.

Για να αξιολογηθεί η αποτελεσματικότητα της μετάδοσης σήματος σε διαφορετικές κατευθύνσεις, εισάγεται η έννοια του ισοτροπικού καλοριφέρ ή μιας ισότροπης κεραίας.

Ένα ισότροπο θερμαντικό σώμα είναι μια ιδανική σημειακή πηγή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων που ακτινοβολεί ομοιόμορφα προς όλες τις κατευθύνσεις. Εάν φανταστούμε διανοητικά μια σφαίρα με κέντρο να συμπίπτει με έναν ισότροπο εκπομπό, τότε η πυκνότητα της ενέργειας που εκπέμπεται από μια ισότροπη πηγή θα είναι η ίδια σε οποιοδήποτε σημείο μιας τέτοιας σφαίρας. Επομένως, λέγεται ότι ένας ισότροπος εκπομπός σχηματίζει ένα σφαιρικό πεδίο ομοιόμορφο σε ενεργειακή πυκνότητα. Στη φύση, ισότροποι εκπομποί δεν υπάρχουν. Κάθε κεραία εκπομπής, ακόμη και η πιο απλή, εκπέμπει ενέργεια άνισα - προς κάποια κατεύθυνση, η ακτινοβολία της είναι μέγιστη. Ένα ισότροπο θερμαντικό σώμα θεωρείται αποκλειστικά ως ένα συγκεκριμένο ψυγείο αναφοράς, με το οποίο είναι βολικό να συγκρίνουμε όλες τις άλλες κεραίες.

Μοτίβο κεραίας

Οι κατευθυντικές ιδιότητες των κεραιών καθορίζονται συνήθως από την εξάρτηση της έντασης του πεδίου που εκπέμπεται από την κεραία από την κατεύθυνση. Η γραφική αναπαράσταση αυτής της σχέσης ονομάζεται μοτίβο κεραίας. Ένα τρισδιάστατο μοτίβο ακτινοβολίας απεικονίζεται ως μια επιφάνεια που περιγράφεται από ένα διάνυσμα ακτίνας που προέρχεται από την αρχή, το μήκος του οποίου σε μια ή την άλλη κατεύθυνση είναι ανάλογο με την ενέργεια που ακτινοβολεί η κεραία προς αυτήν την κατεύθυνση. Εκτός από τα τρισδιάστατα διαγράμματα, συχνά εξετάζονται και δισδιάστατα διαγράμματα, τα οποία κατασκευάζονται για το οριζόντιο και το κατακόρυφο επίπεδο.

Σε αυτή την περίπτωση, το σχέδιο ακτινοβολίας έχει τη μορφή μιας κλειστής γραμμής στο σύστημα πολικών συντεταγμένων, κατασκευασμένη με τέτοιο τρόπο ώστε η απόσταση από την κεραία (το κέντρο του σχεδίου) σε οποιοδήποτε σημείο του σχεδίου ακτινοβολίας να είναι ευθέως ανάλογη με την ενέργεια που εκπέμπεται από την κεραία σε μια δεδομένη κατεύθυνση.

Για μια ισότροπη κεραία που ακτινοβολεί ενέργεια εξίσου προς όλες τις κατευθύνσεις, το σχέδιο ακτινοβολίας είναι μια σφαίρα, το κέντρο της οποίας συμπίπτει με τη θέση του ισοτροπικού ψυγείου και τα οριζόντια και κατακόρυφα μοτίβα ακτινοβολίας του ισοτροπικού ψυγείου είναι κυκλικά.

Για τις κατευθυντικές κεραίες, οι λεγόμενοι λοβοί μπορούν να διακριθούν στο μοτίβο ακτινοβολίας, δηλαδή στις κατευθύνσεις της κυρίαρχης ακτινοβολίας. Η κατεύθυνση της μέγιστης ακτινοβολίας των κεραιών ονομάζεται κύρια κατεύθυνση. το πέταλο που αντιστοιχεί σε αυτό είναι το κύριο. οι υπόλοιποι λοβοί είναι πλευρικοί και ο λοβός ακτινοβολίας προς την αντίθετη κατεύθυνση από την κύρια κατεύθυνση ονομάζεται οπίσθιος λοβός του σχεδίου της κεραίας. Οι κατευθύνσεις στις οποίες η κεραία δεν λαμβάνει και δεν ακτινοβολεί ονομάζονται μηδενικά του σχεδίου ακτινοβολίας.

Το μοτίβο ακτινοβολίας χαρακτηρίζεται επίσης συνήθως από το πλάτος, το οποίο νοείται ως η γωνία εντός της οποίας το κέρδος μειώνεται σε σχέση με το μέγιστο κατά όχι περισσότερο από 3 dB. Σχεδόν πάντα, το κέρδος και το πλάτος του διαγράμματος είναι αλληλένδετα: όσο μεγαλύτερο είναι το κέρδος, τόσο στοτο ίδιο διάγραμμα και το αντίστροφο.

Κέρδος κεραίας

Έτσι, αφού έχουμε μια ιδέα για τόσο σημαντικές έννοιες όπως ένα ιδανικό ισοτροπικό σημείο ακτινοβολίας και το μοτίβο ακτινοβολίας της κεραίας, μπορούμε να διατυπώσουμε την έννοια του κέρδους κεραίας.

Το κέρδος της κεραίας καθορίζει πόσα ντεσιμπέλ η πυκνότητα ροής ενέργειας που εκπέμπεται από την κεραία σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση είναι μεγαλύτερη από την πυκνότητα ροής ενέργειας που θα καταγραφόταν εάν χρησιμοποιούνταν μια ισότροπη κεραία. Το κέρδος της κεραίας μετράται σε λεγόμενα ισότροπα ντεσιμπέλ (dBi ή dBi).

Θυμηθείτε ότι στη φυσική, η ισχύς συνήθως μετριέται σε watt (W). Ωστόσο, στη θεωρία της επικοινωνίας, τα ντεσιμπέλ (dB) χρησιμοποιούνται πιο συχνά για τη μέτρηση της ισχύος του σήματος. Αυτή η μονάδα μέτρησης είναι λογαριθμική και μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για τη σύγκριση φυσικών μεγεθών με το ίδιο όνομα. Για παράδειγμα, αν συγκριθούν δύο τιμές ΕΝΑΚαι σιτης ίδιας φυσικής ποσότητας, τότε η αναλογία A/Bδείχνει πόσες φορές μια τιμή είναι μεγαλύτερη από μια άλλη. Αν λάβουμε υπόψη τον δεκαδικό λογάριθμο της ίδιας αναλογίας, τότε λαμβάνουμε μια σύγκριση αυτών των ποσοτήτων, που εκφράζονται σε bel (B) και η έκφραση 10lg (A / B) καθορίζει τη σύγκριση αυτών των ποσοτήτων σε ντεσιμπέλ (dB). Για παράδειγμα, αν λένε ότι η μία τιμή είναι 20 dB μεγαλύτερη από την άλλη, τότε αυτό σημαίνει ότι είναι 100 φορές μεγαλύτερη από την άλλη.

Τα ντεσιμπέλ χρησιμοποιούνται όχι μόνο για τη σύγκριση τιμών, αλλά και για την έκφραση απόλυτων τιμών. Για να γίνει αυτό, μια συγκεκριμένη τιμή αναφοράς λαμβάνεται ως η τιμή με την οποία γίνεται η σύγκριση. Για παράδειγμα, για να εκφραστεί η απόλυτη τιμή της ισχύος σήματος σε ντεσιμπέλ, λαμβάνεται ως αναφορά μια ισχύς 1 mW και συγκρίνεται το επίπεδο ισχύος σε ντεσιμπέλ με ισχύ 1 mW. Αυτή η μονάδα μέτρησης ονομάζεται ντεσιμπέλ ανά milliwatt (dBm) και δείχνει πόσα ντεσιμπέλ η ισχύς του μετρούμενου σήματος είναι μεγαλύτερη από την ισχύ του 1 mW.

Έτσι, εάν το κέρδος της κεραίας σε μια δεδομένη κατεύθυνση είναι 5 dBi, τότε αυτό σημαίνει ότι σε αυτήν την κατεύθυνση η ισχύς ακτινοβολίας είναι 5 dB (3,16 φορές) μεγαλύτερη από την ισχύ ακτινοβολίας μιας ιδανικής ισοτροπικής κεραίας. Φυσικά, μια αύξηση της ισχύος του σήματος προς μία κατεύθυνση συνεπάγεται μείωση της ισχύος προς άλλες κατευθύνσεις.

Φυσικά, όταν λέμε ότι το κέρδος της κεραίας είναι 10 dBi, εννοούμε την κατεύθυνση στην οποία επιτυγχάνεται η μέγιστη ισχύς ακτινοβολίας (ο κύριος λοβός του σχεδίου ακτινοβολίας).

Γνωρίζοντας το κέρδος της κεραίας και την ισχύ του πομπού, είναι εύκολο να υπολογιστεί η ισχύς του σήματος προς την κατεύθυνση του κύριου λοβού του σχεδίου ακτινοβολίας. Έτσι, όταν χρησιμοποιείτε σημείο ασύρματης πρόσβασης με ισχύ πομπού 20 dBm (100 mW) και κατευθυντική κεραία με απολαβή 10 dBi, η ισχύς σήματος προς την κατεύθυνση της μέγιστης απολαβής θα είναι 20 dBm + 10 dBi = 30 dBm ( 1000 mW), δηλαδή 10 φορές περισσότερο από ό,τι στην περίπτωση μιας ισότροπης κεραίας.

Τύποι κεραιών για συσκευές Wi-Fi

Όσον αφορά τη χρήση, όλες οι κεραίες για συσκευές Wi-Fi μπορούν να χωριστούν σε δύο μεγάλες κατηγορίες: κεραίες για εξωτερική (εξωτερική) και για εσωτερική χρήση (εσωτερική). Αυτές οι κεραίες διαφέρουν κυρίως ως προς τις διαστάσεις και το κέρδος τους. Όπως είναι φυσικό, οι κεραίες για εξωτερική χρήση είναι μεγαλύτερες σε μέγεθος και παρέχουν μια μορφή προσάρτησης είτε στον τοίχο του σπιτιού είτε σε έναν κάθετο στύλο. Ένα υψηλό κέρδος σε τέτοιες κεραίες επιτυγχάνεται λόγω του μικρού πλάτους του σχεδίου ακτινοβολίας (κύριος λοβός). Οι εξωτερικές κεραίες χρησιμοποιούνται, κατά κανόνα, για τη σύνδεση δύο ασύρματων δικτύων που βρίσκονται σε μεγάλη απόσταση μεταξύ τους. Δύο τέτοιες κεραίες είναι εγκατεστημένες στην οπτική επαφή και σε αυτή την περίπτωση είναι σημαντικό η καθεμία από αυτές να βρίσκεται στη ζώνη του κύριου λοβού της άλλης κεραίας.

Οι κεραίες για εσωτερική χρήση είναι μικρότερες και έχουν μικρότερο κέρδος. Αυτές οι κεραίες είτε τοποθετούνται σε τραπέζι είτε συνδέονται σε τοίχο ή απευθείας σε σημείο πρόσβασης.

Οι κεραίες μπορούν να συνδεθούν στο ίδιο το σημείο πρόσβασης είτε απευθείας είτε με καλώδιο. Ταυτόχρονα, μια ειδική μικροσκοπική υποδοχή SMA χρησιμοποιείται για τη σύνδεση μιας κεραίας ή ενός καλωδίου σε ένα σημείο πρόσβασης. Στα σημεία πρόσβασης χρησιμοποιείται σύνδεσμος Αρσενικό και στην ίδια την κεραία ή στο καλώδιο της κεραίας χρησιμοποιείται σύνδεσμος Θηλυκό.

Άλλοι τύποι υποδοχών υψηλής συχνότητας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη σύνδεση μιας εξωτερικής κεραίας σε ένα καλώδιο - τις περισσότερες φορές πρόκειται για υποδοχή τύπου N.

μαστίγιο κεραία

Όλα τα σημεία πρόσβασης του προτύπου 802.11b/g είναι εξοπλισμένα με τυπικές μικροσκοπικές κεραίες, οι οποίες μπορούν είτε να αφαιρεθούν είτε να σταθεροποιηθούν. Η κεραία μαστίγιο είναι ο απλούστερος τύπος κεραίας. Συχνά αναφέρεται επίσης ως ασύμμετρος δονητής.

Εάν η κεραία μαστίγιο τοποθετηθεί κατακόρυφα, τότε στο οριζόντιο επίπεδο θα ακτινοβολεί ενέργεια προς όλες τις κατευθύνσεις ομοιόμορφα, επομένως, στο οριζόντιο επίπεδο, μια τέτοια κεραία είναι πανκατευθυντική και, φυσικά, δεν είναι απαραίτητο να μιλάμε για κυρίαρχη ακτινοβολία σε ορισμένη κατεύθυνση. Ταυτόχρονα, μια τέτοια κεραία ακτινοβολεί ανομοιόμορφα στο κατακόρυφο επίπεδο. Συγκεκριμένα, δεν υπάρχει καθόλου ακτινοβολία κατά μήκος του άξονα της κεραίας. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ακόμη και στην περίπτωση της απλούστερης κεραίας μαστίγιο, μπορούν να διακριθούν κατευθύνσεις που αντιστοιχούν στο μέγιστο κέρδος. Για τις κεραίες μαστίγιο, το μέγιστο κέρδος επιτυγχάνεται σε ένα επίπεδο κάθετο στην κεραία και που διέρχεται από τη μέση της.

Εάν αποσυναρμολογήσετε την τυπική κεραία μαστίγιο, τότε στις περισσότερες περιπτώσεις αποδεικνύεται ότι το μήκος του ενεργού μέρους της είναι μόνο 31 mm. Φυσικά, αυτό το μήκος δεν επιλέχθηκε τυχαία. Το γεγονός είναι ότι το εύρος συχνοτήτων για συσκευές Wi-Fi είναι από 2400 έως 2473 MHz. Αντίστοιχα, το μήκος κύματος της ακτινοβολίας κυμαίνεται από 12,12 έως 12,49 cm και το ένα τέταρτο του μήκους κύματος είναι περίπου ίσο με 31 mm. Δηλαδή, στις περισσότερες περιπτώσεις, το μήκος της κεραίας του μαστιγίου επιλέγεται να είναι ίσο με το ένα τέταρτο του μήκους κύματος ακτινοβολίας.

Το τρισδιάστατο σχέδιο ακτινοβολίας, καθώς και τα οριζόντια και κάθετα μοτίβα ακτινοβολίας μιας τέτοιας κεραίας, φαίνονται στο Σχ. 1.

Σημειώστε ότι λόγω της ισοτροπικής φύσης της ακτινοβολίας της κεραίας μαστίγιου, στο οριζόντιο επίπεδο, ένα σημείο πρόσβασης με μια τέτοια κεραία εγκαθίσταται βέλτιστα στο κέντρο ενός γραφείου ή διαμερίσματος ώστε να καλύπτει ολόκληρο τον χώρο ενός διαμερίσματος ή γραφείου με ασύρματο δίκτυο.

Κεραία χτυπήματος με κάθετο ανακλαστήρα

Ο σχεδιασμός της κεραίας μαστίγιο μπορεί να βελτιωθεί κάπως χρησιμοποιώντας έναν ανακλαστήρα κάθετο στην κεραία - μια μεταλλική επιφάνεια (οθόνη) που λειτουργεί ως ιδανική επιφάνεια γείωσης. Τέτοιες κεραίες δεν παράγονται από τη βιομηχανία (σε κάθε περίπτωση, δεν πωλούνται), αλλά μια τέτοια κεραία είναι εύκολο να φτιάξετε μόνοι σας.

Το τρισδιάστατο σχέδιο ακτινοβολίας, καθώς και τα οριζόντια και κατακόρυφα μοτίβα ακτινοβολίας μιας κεραίας τεταρτοκύματος μαστιγίου με κάθετο ανακλαστήρα, φαίνονται στο Σχ. 2.

Για μήκος κεραίας 1/4 l, στην περίπτωση ιδανικού άπειρου ανακλαστήρα, το μέγιστο κέρδος είναι 5,18 dBi, ενώ για την ίδια κεραία χωρίς ανακλαστήρα, το μέγιστο κέρδος είναι μόνο 1,73 dBi.

Όπως και στην περίπτωση μιας συμβατικής κεραίας μαστίγιου, είναι προτιμότερο να εγκαταστήσετε μια κεραία μαστίγιο με κάθετο ανακλαστήρα στο κέντρο ενός δωματίου (διαμερίσματος ή γραφείου).

Κεραία χτυπήματος με παράλληλο ανακλαστήρα

Ένας άλλος τρόπος για να τροποποιήσετε την κεραία μαστίγιο είναι να χρησιμοποιήσετε έναν ανακλαστήρα που δεν είναι κάθετος, αλλά παράλληλος με την κεραία. Σε αυτή την περίπτωση, το σχέδιο ακτινοβολίας του αλλάζει σημαντικά και στο οριζόντιο επίπεδο μια τέτοια κεραία παύει να είναι ισότροπη.

Ο τύπος του σχεδίου ακτινοβολίας στο οριζόντιο επίπεδο (στο επίπεδο που είναι κάθετο στην κεραία) εξαρτάται τόσο από τις διαστάσεις της ίδιας της κεραίας όσο και από την απόσταση μεταξύ της κεραίας και του ανακλαστήρα.

Στο σχ. Το σχήμα 3 δείχνει το τρισδιάστατο μοτίβο ακτινοβολίας, καθώς και τα οριζόντια και κατακόρυφα μοτίβα ακτινοβολίας μιας κεραίας τεταρτοκύματος μαστιγίου με παράλληλο ανακλαστήρα σε απόσταση μεταξύ της κεραίας και του ανακλαστήρα 1/4 l (31 mm).

Για μήκος κεραίας 1/4 l, στην περίπτωση ενός ιδανικού άπειρου ανακλαστήρα που βρίσκεται σε απόσταση 1/4 l από την κεραία, το μέγιστο κέρδος είναι 7,17 dBi. Συνιστάται να τοποθετήσετε μια τέτοια κεραία κοντά στον τοίχο.

Παραδείγματα κεραιών

Φυσικά, αν και οι κεραίες μαστίγιο που περιγράφουμε είναι οι πιο κοινές για συσκευές Wi-Fi, δεν παρέχουν την πλήρη ποικιλία των πιθανών σχεδίων κεραιών Wi-Fi. Στο Διαδίκτυο, μπορείτε να βρείτε περισσότερους από έναν εξειδικευμένους πόρους αφιερωμένους σε οικιακές κεραίες για το εύρος συχνοτήτων 2,4 GHz. Πρόκειται για διάφορες παραλλαγές κεραιών από δοχεία και κεραίες τύπου συμμετρικού δονητή μισού κύματος με ανακλαστήρα και κεραίες με θερμαντικό σώμα τετάρτου κύματος και ανακλαστήρα και ελικοειδή κεραίες και διάφορες κεραίες Yagi κ.λπ. Φυσικά, η περιγραφή όλων των διαθέσιμων κεραιών δεν θα απαιτούσε ένα μόνο άρθρο, αλλά ένα ολόκληρο βιβλίο. Επιδιώκουμε έναν ελαφρώς διαφορετικό στόχο, επομένως θα εξετάσουμε περαιτέρω εκείνες τις κεραίες Wi-Fi που μπορούν να αγοραστούν σε ρωσικά καταστήματα.

TP Link TL-ANT2406A

Η μινιατούρα κατευθυντική κεραία TL-ANT2406A της TP-Link έχει σχεδιαστεί για χρήση σε εσωτερικούς χώρους. Η κεραία διαθέτει μια βολική βάση που μπορεί να τοποθετηθεί σε τοίχο, να εγκατασταθεί σε τραπέζι ή να προσαρτηθεί σε μια θήκη υπολογιστή χρησιμοποιώντας μαγνήτες που βρίσκονται στο κάτω μέρος της.

Για να συνδέσετε την κεραία στο σημείο πρόσβασης, χρησιμοποιήστε ένα καλώδιο 50 ohm μήκους 1 m, εξοπλισμένο με υποδοχή SMA.

Σύμφωνα με την τεχνική τεκμηρίωση, η κεραία TL-ANT2406A έχει κέρδος 6 dBi.

Ο κατασκευαστής ταξινομεί αυτήν την κεραία ως παραλλαγή της κεραίας Yagi, η οποία μας φάνηκε λίγο περίεργη. Η κεραία Yagi, ή κεραία Yagi, ή κεραία Uda-Yagi (το όνομα προέρχεται από τα ονόματα δύο Ιάπωνων εφευρετών - Hidetsugu Yagi και Shintaro Uda), ή μια κεραία καναλιού κύματος, είναι μια κατευθυντική κεραία με τη μορφή μιας σειράς παράλληλων γραμμικοί ηλεκτρικοί δονητές με μήκος κοντά στο μισό του μήκους κύματος ακτινοβολίας (λήψης), που βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο κατά μήκος μιας γραμμής που συμπίπτει με την κατεύθυνση της μέγιστης ακτινοβολίας (λήψη). Και αν χρησιμοποιείτε αυτόν τον συγκεκριμένο ορισμό της κεραίας Yagi, τότε η σχεδίαση του TL-ANT2406A δεν αντιστοιχεί σε αυτό με κανέναν τρόπο. Γενικά, αποδείχθηκε αρκετά δύσκολο να ταξινομηθεί η κεραία TL-ANT2406A. Ως στοιχείο ακτινοβολίας (λήψης), χρησιμοποιεί ένα ορθογώνιο μεταλλικό επίπεδο διαστάσεων 48x52 mm, στο οποίο γίνονται μικρές τομές (Εικ. 4) και το ίδιο το επίπεδο ακτινοβολίας βρίσκεται σε απόσταση 4 mm από μια ορθογώνια οθόνη ανακλαστήρα. οι διαστάσεις του οποίου συμπίπτουν με τις διαστάσεις του πομπού. Ο κεντρικός πυρήνας του ομοαξονικού καλωδίου συνδέεται με τον πομπό και η θήκη του καλωδίου συνδέεται με την οθόνη.

Ρύζι. 4. Διάγραμμα κεραίας TL-ANT2406A

Η λιανική τιμή μιας τέτοιας κεραίας είναι 1100 ρούβλια.

TP Link TL-ANT2409A

Η μινιατούρα κατευθυντική κεραία TP-Link TL-ANT2409A, όπως προκύπτει από την επιγραφή στη συσκευασία, προορίζεται για εξωτερική χρήση, κάτι που μας φάνηκε μάλλον παράξενο, γιατί ως προς τις διαστάσεις της είναι πιο κατάλληλη για εσωτερική χρήση. Ναι, και το δηλωμένο κέρδος, ίσο με 9 dBi, αντιστοιχεί μάλλον σε εσωτερικές κεραίες.

Το περίβλημα της κεραίας προβλέπει την τοποθέτησή της σε τοίχο ή σε οριζόντιο πόλο, για τον οποίο περιλαμβάνονται ειδικοί βραχίονες και σφιγκτήρες στερέωσης στο κιτ.

Για να συνδέσετε την κεραία στο σημείο πρόσβασης, χρησιμοποιήστε ένα καλώδιο 50 ohm εξοπλισμένο με υποδοχή SMA. Το μήκος αυτού του καλωδίου είναι μόνο 1 m, το οποίο και πάλι μπορεί να μην είναι αρκετό για εξωτερικές κεραίες.

Μένει να προσθέσουμε ότι ο κατασκευαστής ταξινομεί αυτήν την κεραία ως τύπο κεραίας Yagi. Γενικά, φαίνεται ότι η TP-Link θεωρεί ότι οποιαδήποτε κατευθυντική κεραία είναι παραλλαγή της κεραίας Yagi. Ωστόσο, ο κατασκευαστής ξέρει καλύτερα.

Ο εσωτερικός σχεδιασμός της κεραίας είναι αρκετά απλός. Πάνω από μια τετράγωνη γειωμένη οθόνη διαστάσεων 90x90 mm σε ύψος 7 mm υπάρχει ένα στοιχείο ακτινοβολίας με τη μορφή μεταλλικού ορθογωνίου διαστάσεων 44x54 mm. Η σύνδεση του στοιχείου ακτινοβολίας με το ομοαξονικό καλώδιο υλοποιείται στην πίσω πλευρά της οθόνης και χρησιμοποιείται μια επιμεταλλωμένη λωρίδα συγκεκριμένης διαμόρφωσης για την αντιστοίχιση του τροφοδότη με την κεραία. Το κύκλωμα κεραίας TL-ANT2409A φαίνεται στην εικ. 5.

Ρύζι. 5. Διάγραμμα κεραίας TL-ANT2409A

Η λιανική τιμή αυτής της κεραίας είναι 1490 ρούβλια.

TP Link TL-ANT2414A

Η κατευθυντική κεραία TP-Link TL-ANT2414A είναι επίσης σχεδιασμένη για χρήση σε εξωτερικούς χώρους. Ωστόσο, οι διαστάσεις αυτής της κεραίας σας επιτρέπουν να την εγκαταστήσετε σε εσωτερικούς χώρους. Το περίβλημα της κεραίας προβλέπει την τοποθέτησή της σε τοίχο ή σε οριζόντιο πόλο, για τον οποίο περιλαμβάνονται ειδικοί βραχίονες και σφιγκτήρες στερέωσης στο κιτ.

Για να συνδέσετε την κεραία στο σημείο πρόσβασης, χρησιμοποιήστε ένα καλώδιο 50 ohm μήκους 1 m, εξοπλισμένο με υποδοχή SMA. Όπως έχουμε ήδη σημειώσει, για τις εξωτερικές κεραίες, ένα μήκος καλωδίου 1 m μπορεί να μην είναι αρκετό.

Σύμφωνα με την τεχνική τεκμηρίωση, η κεραία TL-ANT2414A έχει κέρδος 14 dBi. Ο κατασκευαστής το κατατάσσει ως παραλλαγή της κεραίας Yagi. Ωστόσο, δεν θα εμβαθύνουμε στις λεπτές λεπτομέρειες της ορολογίας, αλλά μάλλον ας δούμε πώς λειτουργεί αυτή η κεραία.

Πάνω από τη μεταλλική γειωμένη τετράγωνη οθόνη (μεταλλωμένος τεστολίτης) διαστάσεων 210x210 mm, υπάρχουν οκτώ στοιχεία ακτινοβολίας σε δύο σειρές, τα οποία είναι μεταλλικά ορθογώνια διαστάσεων 30x58 mm. Η απόσταση μεταξύ των στοιχείων ακτινοβολίας και της οθόνης είναι 7 mm. Η σύνδεση του τροφοδότη με τα στοιχεία ακτινοβολίας γίνεται από την πίσω πλευρά της οθόνης.

Το διάγραμμα της κεραίας TP-Link TL-ANT2414A φαίνεται στην εικ. 6.

Ρύζι. 6. Σχηματική απεικόνιση της κεραίας TL-ANT2414A

Όπως μπορείτε να δείτε, δεν υπάρχει τίποτα περίπλοκο στο σχεδιασμό αυτής της κεραίας και είναι εύκολο να το φτιάξετε μόνοι σας. Μπορεί κανείς μόνο να εκπλαγεί με το κόστος του - η λιανική τιμή αυτής της κεραίας είναι 3150 ρούβλια.

D-Link ΑΝΤ24-0700

Η κεραία D-Link ANT24-0700 είναι μια επιλογή κεραίας μαστίγιο για εσωτερική χρήση. Όπως κάθε κεραία μαστίγιο, η ANT24-0700 είναι πανκατευθυντική (ισότροπη) στο οριζόντιο επίπεδο, ωστόσο, διαφέρει από τις τυπικές κεραίες whip που διαθέτουν τα περισσότερα σημεία πρόσβασης με υψηλό κέρδος 7 dBi.

Κεραία
D-Link ΑΝΤ24-0700

Αυτή η κεραία διαθέτει μια βολική βάση που σας επιτρέπει να εγκαταστήσετε την κεραία σε οριζόντια επιφάνεια, να την τοποθετήσετε σε τοίχο και επίσης να την τοποθετήσετε σε θήκη υπολογιστή χρησιμοποιώντας ενσωματωμένους μαγνήτες. Κατά την τοποθέτηση της βάσης κεραίας στον τοίχο, μπορείτε να αλλάξετε τη γωνία της κεραίας. Η κεραία συνδέεται στο σημείο πρόσβασης χρησιμοποιώντας ένα καλώδιο 50 ohm 1,5 m με υποδοχές SMA. Επιπλέον, είναι δυνατή η απευθείας σύνδεση της κεραίας στο σημείο πρόσβασης (χωρίς τη χρήση καλωδίου).

Το ύψος της κεραίας (συμπεριλαμβανομένης της βάσης) είναι 326 mm και η διάμετρος του ιστού της είναι 9 mm.

Δυστυχώς, η κεραία D-Link ANT24-0700 (όπως όλες οι κεραίες μαστίγιο) δεν διαχωρίζεται. Αυτό είναι, φυσικά, είναι δυνατό να το αποσυναρμολογήσετε, αλλά μόνο μια για πάντα. Επομένως, δεν μπορέσαμε να εξοικειωθούμε με τον εσωτερικό σχεδιασμό της κεραίας, δηλαδή να μάθουμε το μήκος του ίδιου του δονητή. Το μόνο πράγμα που είναι γνωστό για αυτήν την κεραία από την τεχνική τεκμηρίωση, εκτός από το κέρδος, είναι το πλάτος του σχεδίου ακτινοβολίας στο κατακόρυφο επίπεδο, το οποίο είναι 24 °. Λοιπόν, το πλάτος του σχεδίου ακτινοβολίας στο οριζόντιο επίπεδο, όπως για κάθε κεραία μαστίγιο, είναι 360 °.

Η μέση τιμή λιανικής αυτής της κεραίας είναι περίπου 800 ρούβλια.

D-Link DWL-R60AT

Η κατευθυντική κεραία D-Link DWL-R60AT προορίζεται για χρήση σε εσωτερικούς χώρους. Ανήκει στην κατηγορία των μικροσκοπικών κεραιών πάνελ - οι διαστάσεις του είναι μόνο 80x85x12,8 mm. Η κεραία παρέχει απευθείας (χωρίς τη χρήση καλωδίου) σύνδεση σε ένα σημείο πρόσβασης χρησιμοποιώντας μια υποδοχή SMA.

Σύμφωνα με την τεχνική τεκμηρίωση, η κεραία D-Link DWL-R60AT έχει κέρδος 6 dBi. Επιπλέον, είναι γνωστό ότι το πλάτος του σχεδίου ακτινοβολίας στο κατακόρυφο επίπεδο είναι 90° και το πλάτος του σχεδίου ακτινοβολίας στο οριζόντιο επίπεδο είναι 60°.

Η εσωτερική δομή αυτής της κεραίας είναι αρκετά απλή και διαφέρει ελάχιστα από τη συσκευή της κεραίας TP-Link TL-ANT2409A. Πάνω από τη μεταλλική γειωμένη τετράγωνη οθόνη διαστάσεων 70x70 mm, σε ύψος 4,5 mm, υπάρχει ένα στοιχείο ακτινοβολίας, το οποίο είναι ένα μεταλλικό ορθογώνιο διαστάσεων 49x52 mm. Η σύνδεση του τροφοδότη με τα στοιχεία ακτινοβολίας γίνεται από την πίσω πλευρά της οθόνης.

Το διάγραμμα της κεραίας D-Link DWL-R60AT φαίνεται στην εικ. 7.

Ρύζι. 7. Διάγραμμα της κεραίας D-Link DWL-R60AT

Όπως μπορείτε να δείτε, η σχεδίαση αυτής της κεραίας είναι εξαιρετικά απλή και, αν θέλετε, μπορείτε εύκολα να την φτιάξετε μόνοι σας. Αλλά αν δεν υπάρχει τέτοια επιθυμία, τότε αυτή η κεραία μπορεί να αγοραστεί μόνο για 410 ρούβλια.

D-Link ΑΝΤ24-1800

Η κεραία πάνελ D-Link ANT24-1800 έχει σχεδιαστεί για χρήση σε εξωτερικούς χώρους. Ο κύριος σκοπός του είναι να παρέχει μια ασύρματη σύνδεση μεταξύ δύο σταθερών σημείων πρόσβασης απομακρυσμένα το ένα από το άλλο. Σύμφωνα με τα στοιχεία του διαβατηρίου, αυτή η κεραία παρέχει επικοινωνία σε απόσταση έως και 8 km με ταχύτητα σύνδεσης 1 Mbps και σε απόσταση έως 3 km με ταχύτητα σύνδεσης 11 Mbps.

Οι διαστάσεις του είναι 360x360x16 mm. Οι βραχίονες στήριξης παρέχονται με την κεραία, η οποία σας επιτρέπει να την τοποθετήσετε σε κατακόρυφο τοίχο ή σε στύλο (Εικ. 8).

Ρύζι. 8. Βάσεις στήριξης για κεραία
D-Link ΑΝΤ24-1800

Το περίβλημα της κεραίας είναι αδιάβροχο - όλες οι ραφές επεξεργάζονται με στεγανωτικό.

Σύμφωνα με τα στοιχεία του διαβατηρίου, το κέρδος αυτής της κεραίας είναι 18 dBi. Μια τέτοια υψηλή τιμή επιτυγχάνεται λόγω του στενού σχεδίου ακτινοβολίας της κεραίας - το πλάτος της στα κατακόρυφα και οριζόντια επίπεδα είναι μόνο 15 °.

Για τη σύνδεση του καλωδίου στην κεραία, χρησιμοποιείται ένας σύνδεσμος τύπου N ("μητέρα"). Επιπλέον, περιλαμβάνεται καλώδιο 0,5 m με βύσματα τύπου N και SMA. Φυσικά, το μήκος αυτού του καλωδίου δεν επαρκεί για τη σύνδεση της κεραίας στο σημείο πρόσβασης, επομένως το κιτ περιλαμβάνει επίσης έναν προσαρμογέα με υποδοχές τύπου N ("θηλυκό" - "πατέρας") για τη σύνδεση ενός καλωδίου επέκτασης, το οποίο δεν περιλαμβάνεται στο κιτ (Εικ. 9) .

Ρύζι. 9. Προσαρμογέας με βύσματα τύπου N
("μητέρα πατέρας")

Δυστυχώς, ήταν αδύνατο να ανοίξει αυτή η κεραία χωρίς να καταστραφεί η στεγανότητά της. Ωστόσο, είναι εύκολο να μαντέψει κανείς ότι στη σχεδίασή του θα μοιάζει με την κεραία TL-ANT2414A. Οι διαφορές μπορούν να είναι μόνο στον αριθμό και το μέγεθος των ορθογώνιων εκπομπών.

Συμπερασματικά, προσθέτουμε ότι η λιανική τιμή της κεραίας D-Link ANT24-1800 κυμαίνεται από 3400 έως 4400 ρούβλια.

συμπέρασμα

Έτσι, αφού εξετάσουμε πολλά μοντέλα κεραιών, μπορούμε να πούμε ότι όλες οι κατευθυντικές κεραίες είναι διατεταγμένες περίπου με τον ίδιο τρόπο και είναι πολύ απλές. Εάν η κεραία είναι τύπου πάνελ, τότε ο σχεδιασμός της περιλαμβάνει μια οθόνη και ένα καλοριφέρ κατασκευασμένα σε μορφή ορθογωνίου και τοποθετημένα σε κάποια απόσταση από την οθόνη. Οι διαφορές μεταξύ των κεραιών είναι μόνο στο μέγεθος του πομπού και της οθόνης, καθώς και στην απόσταση μεταξύ τους. Οι κεραίες που προορίζονται για εσωτερική χρήση έχουν ένα μόνο ψυγείο, ενώ οι κεραίες που προορίζονται για εξωτερική χρήση μπορεί να περιέχουν πολλά καλοριφέρ.

Σημειώνουμε επίσης ότι το κόστος όλων των κεραιών είναι σαφώς υπερτιμημένο - δεν είναι πολύ σαφές γιατί πρέπει να πληρώσετε τόσα χρήματα για δύο κομμάτια κασσίτερου.

Οποιοσδήποτε ασύρματος δρομολογητής, σημείο πρόσβασης ή απλώς ένας ασύρματος προσαρμογέας συνοδεύεται από κεραία. Επιπλέον, μπορεί να είναι αφαιρούμενο και σταθερό. Ταυτόχρονα, το δίκτυο λιανικής προσφέρει έναν αρκετά μεγάλο αριθμό εναλλακτικών κεραιών για συσκευές Wi-Fi. Τίθεται ένα φυσικό ερώτημα: γιατί χρειαζόμαστε περισσότερες κεραίες (και, κατά κανόνα, καθόλου φθηνές), εάν κάποια συσκευή Wi-Fi έχει ήδη μια κεραία στο κιτ; Η απάντηση, φαίνεται, είναι προφανής: όσο μεγαλύτερη είναι η κεραία, τόσο το καλύτερο. Αρκεί να θυμηθούμε ρυθμισμένα αυτοκίνητα με φιμέ τζάμια, τα οποία είναι εξοπλισμένα με όχι μία, αλλά πολλές μακριές ράβδους κεραίες ταυτόχρονα. Ωστόσο… μην βιαστείτε να βγάλετε συμπεράσματα. Ρίξτε μια πιο προσεκτική ματιά στο ποιος οδηγεί αυτά τα 6 με φιμέ τζάμια και σίγουρα θα αρχίσετε να αναρωτιέστε αν το μέγεθος σημαίνει κάτι. Όπως είπε ο βαρόνος Munchausen, «μια σοβαρή έκφραση στο πρόσωπο δεν είναι ακόμη σημάδι ευφυΐας. Χαμογελάστε, κύριοι, χαμογελάστε».

Το παράδοξο είναι ότι δεν είναι όλες οι κεραίες, ακόμα κι αν το κόστος τους υπερβαίνει τα 100 $, κατά κάποιο τρόπο διαφορετικές από αυτές που παρέχονται στο κιτ.

Σε αυτό το άρθρο, θα προσπαθήσουμε να καταλάβουμε γιατί χρειάζονται καθόλου κεραίες, ποιες κεραίες Wi-Fi υπάρχουν και τι σημαίνουν τα τεχνικά χαρακτηριστικά τους και θα εξετάσουμε επίσης τις κεραίες Wi-Fi που μπορείτε να αγοράσετε στα ρωσικά καταστήματα.

Γιατί χρειάζονται οι κεραίες

Για να απαντήσετε σε αυτή την απλή ερώτηση, δεν είναι απαραίτητο να είστε ειδικός στον τομέα της ραδιομηχανικής. Όλοι γνωρίζουν ότι ούτε ραδιόφωνο ούτε τηλεόραση μπορεί να λειτουργήσει χωρίς κεραία. Με τον ίδιο τρόπο, ένα σημείο ασύρματης πρόσβασης δεν θα λειτουργήσει χωρίς κεραία, η οποία σε αυτή την περίπτωση λειτουργεί και ως δέκτης και ως πομπός. Μια κεραία είναι ταυτόχρονα πομπός ραδιοκυμάτων και δέκτης τους. Η διαμόρφωση της κεραίας καθορίζει την περιοχή κάλυψης του σημείου ασύρματης πρόσβασης, δηλαδή την περιοχή όπου το σημείο πρόσβασης εκπέμπει ένα σήμα που μπορούν να λάβουν άλλοι ασύρματοι πελάτες. Τονίζουμε: η περιοχή κάλυψης ενός σημείου ασύρματης πρόσβασης καθορίζεται ακριβώς από το σχεδιασμό και όχι από το μέγεθος της κεραίας, επομένως, η αρχή "όσο περισσότερο, τόσο το καλύτερο" δεν ισχύει σε αυτή την περίπτωση.

Το κύριο πρόβλημα με τις περισσότερες τυπικές κεραίες, δηλαδή τις κεραίες που διαθέτουν ασύρματα σημεία πρόσβασης, είναι ότι δεν έχουν αρκετά μεγάλη περιοχή κάλυψης. Για παράδειγμα, εάν μέσα σε ένα δωμάτιο (γραφείο) ένα σημείο πρόσβασης μπορεί να εξασφαλίσει αξιόπιστη λειτουργία ασύρματων πελατών, τότε δεν μπορεί κανείς να υπολογίζει σε μια σταθερή σύνδεση με έναν πελάτη που βρίσκεται πίσω από τον τοίχο. Και δεν μπορεί κάθε σημείο πρόσβασης να «διαπεράσει» δύο τοίχους.

Φαίνεται ότι το πρόβλημα επιλύεται εύκολα - αρκεί να αγοράσετε ένα σημείο πρόσβασης με υψηλότερη ισχύ πομπού. Ωστόσο, δεν είναι όλα τόσο απλά. Το γεγονός είναι ότι η ισχύς μετάδοσης των συσκευών Wi-Fi ελέγχεται αυστηρά. Ειδικότερα, στο εύρος συχνοτήτων από 2400 έως 2483,5 MHz (το εύρος συχνοτήτων των συσκευών Wi-Fi), επιτρέπεται η χρήση πομπών με ισχύ ακτινοβολίας ισοδύναμη με την ισοτροπικά ακτινοβολούμενη ισχύ (EIRP) για τη δημιουργία ραδιοδικτύων σε βάση χωρίς άδεια. (θα εξηγήσουμε την έννοια αυτού του όρου παρακάτω ), - όχι περισσότερο από 100 mW. Σε περίπτωση υπέρβασης αυτού του δείκτη απαιτείται η λήψη άδειας από το Υπουργείο Συγκοινωνιών για τη δημιουργία και λειτουργία τμηματικού δικτύου μετάδοσης ραδιοφωνικών δεδομένων. Κατά συνέπεια, τα σημεία πρόσβασης και οι ασύρματοι προσαρμογείς με ισχύ μετάδοσης άνω των 100 mW, που ισοδυναμεί με 20 dBm (θα μιλήσουμε επίσης για τον τρόπο διασύνδεσης αυτών των μονάδων λίγο αργότερα), απλά δεν πωλούνται.

Έτσι, όλα τα σημεία πρόσβασης και οι ασύρματοι προσαρμογείς έχουν την ίδια ισχύ πομπού και επομένως ο μόνος τρόπος για να αυξήσετε την κάλυψη ενός ασύρματου δικτύου είναι να χρησιμοποιήσετε ειδικές κεραίες αντί για παραδοσιακές κανονικές.

Η αύξηση της περιοχής κάλυψης ενός ασύρματου δικτύου είναι μόνο μία από τις λειτουργίες των κεραιών για συσκευές Wi-Fi. Μια άλλη, όχι λιγότερο σημαντική ιδιότητα είναι ότι σας επιτρέπουν να αλλάξετε το σχήμα της περιοχής κάλυψης, αυξάνοντας έτσι την ασφάλεια του ασύρματου δικτύου. Οι κανονικές κεραίες εκπέμπουν ένα σήμα ομοιόμορφα προς όλες τις κατευθύνσεις (σε οριζόντιο επίπεδο) και εάν ένα σημείο πρόσβασης με μια τέτοια κεραία τοποθετηθεί σε έναν τοίχο σε ένα δωμάτιο, τότε το σήμα θα διαδοθεί όχι μόνο στο διαμέρισμά σας, αλλά και πέρα ​​από τον τοίχο στον διπλανό σου. Αυτό, φυσικά, θα του επιτρέψει όχι μόνο να εντοπίσει γρήγορα το ασύρματο δίκτυό σας, αλλά και να προσπαθήσει να του επιτεθεί. Επιπλέον, εάν στο σπίτι ο γείτονάς σας είναι απίθανο να έχει το δικό του ασύρματο δίκτυο ή τουλάχιστον ένα φορητό υπολογιστή με ασύρματο προσαρμογέα, τότε σε ένα κτίριο γραφείων όπου πολλά γραφεία διαφορετικών εταιρειών βρίσκονται στον ίδιο όροφο, αυτή η κατάσταση είναι αρκετά πραγματική. Και επομένως, με τον όρο γείτονες, θα εννοούμε γείτονες όχι μόνο στο διαμέρισμα, αλλά και στο γραφείο.

Για να μην τους δελεάζετε και να προστατεύσετε το ασύρματο δίκτυό σας από εξωτερική εισβολή, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ειδικές κατευθυντικές κεραίες που εκπέμπουν το σήμα κυρίως προς μία κατεύθυνση. Αυτό θα επιτρέψει τόσο την αύξηση του εύρους διάδοσης του σήματος προς αυτή την κατεύθυνση όσο και την αποδυνάμωση ή την παρεμπόδιση της διάδοσης του σήματος προς άλλες κατευθύνσεις. Σε αυτή την περίπτωση, η διαφορά μεταξύ μιας συμβατικής κεραίας, η οποία ακτινοβολεί ομοιόμορφα προς όλες τις κατευθύνσεις, και μιας κατευθυντικής κεραίας είναι περίπου η ίδια όπως μεταξύ μιας λάμπας και ενός φακού. Φανταστείτε μια λάμπα να φωτίζει ένα δωμάτιο. Το φως από αυτό εξαπλώνεται περίπου ομοιόμορφα προς όλες τις κατευθύνσεις, γεγονός που κάνει το δωμάτιο πιο φωτεινό. Ωστόσο, η ίδια λάμπα μπορεί να τοποθετηθεί σε ένα φανάρι ή απλά να τοποθετηθεί πίσω από αυτό με έναν ανακλαστήρα καθρέφτη. Σε αυτή την περίπτωση, έχουμε μια κατευθυνόμενη διάδοση του φωτός. Μια τέτοια δέσμη δεν θα φωτίσει ολόκληρο το δωμάτιο, αλλά είναι σε θέση να μεταδώσει το φως σε πολύ μεγαλύτερη απόσταση. Έτσι ακριβώς λειτουργούν οι εξωτερικές κεραίες.

Προδιαγραφές κεραίας

Ένα από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά των κεραιών είναι το κέρδος. Συχνά το όνομα αυτής της παραμέτρου οδηγεί στη λανθασμένη υπόθεση ότι οι κεραίες είναι ικανές να ενισχύσουν το σήμα. Στην πραγματικότητα, αυτό δεν ισχύει - εάν η ισχύς του πομπού, για παράδειγμα, είναι 50 mW, τότε ανεξάρτητα από την κεραία που θα εγκαταστήσουμε, η ισχύς του μεταδιδόμενου σήματος θα είναι η ίδια. Το γεγονός είναι ότι όλες οι κεραίες αυτού του είδους είναι παθητικές συσκευές και απλώς δεν έχουν πού να πάρουν ενέργεια για να ενισχύσουν το μεταδιδόμενο σήμα. Αλλά τι σημαίνει τότε ο παράγοντας κέρδος; Για να απαντήσουμε σε αυτό το ερώτημα, πρώτα θα εξοικειωθούμε με σημαντικές έννοιες όπως το ιδανικό ισότροπο ψυγείο και το σχέδιο ακτινοβολίας της κεραίας.

Ισότροπος εκπομπός

Οι κεραίες εκπέμπουν ενέργεια με τη μορφή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων προς όλες τις κατευθύνσεις. Ωστόσο, η απόδοση της μετάδοσης σήματος για διαφορετικές κατευθύνσεις μπορεί να μην είναι η ίδια και χαρακτηρίζεται από ένα μοτίβο ακτινοβολίας.

Για να αξιολογηθεί η αποτελεσματικότητα της μετάδοσης σήματος σε διαφορετικές κατευθύνσεις, εισάγεται η έννοια του ισοτροπικού καλοριφέρ ή μιας ισότροπης κεραίας.

Ένα ισότροπο θερμαντικό σώμα είναι μια ιδανική σημειακή πηγή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων που ακτινοβολεί ομοιόμορφα προς όλες τις κατευθύνσεις. Εάν φανταστούμε διανοητικά μια σφαίρα με κέντρο να συμπίπτει με έναν ισότροπο εκπομπό, τότε η πυκνότητα της ενέργειας που εκπέμπεται από μια ισότροπη πηγή θα είναι η ίδια σε οποιοδήποτε σημείο μιας τέτοιας σφαίρας. Επομένως, λέγεται ότι ένας ισότροπος εκπομπός σχηματίζει ένα σφαιρικό πεδίο ομοιόμορφο σε ενεργειακή πυκνότητα. Στη φύση, ισότροποι εκπομποί δεν υπάρχουν. Κάθε κεραία εκπομπής, ακόμη και η πιο απλή, εκπέμπει ενέργεια άνισα - προς κάποια κατεύθυνση, η ακτινοβολία της είναι μέγιστη. Ένα ισότροπο θερμαντικό σώμα θεωρείται αποκλειστικά ως ένα συγκεκριμένο ψυγείο αναφοράς, με το οποίο είναι βολικό να συγκρίνουμε όλες τις άλλες κεραίες.

Μοτίβο κεραίας

Οι κατευθυντικές ιδιότητες των κεραιών καθορίζονται συνήθως από την εξάρτηση της έντασης του πεδίου που εκπέμπεται από την κεραία από την κατεύθυνση. Η γραφική αναπαράσταση αυτής της σχέσης ονομάζεται μοτίβο κεραίας. Ένα τρισδιάστατο μοτίβο ακτινοβολίας απεικονίζεται ως μια επιφάνεια που περιγράφεται από ένα διάνυσμα ακτίνας που προέρχεται από την αρχή, το μήκος του οποίου σε μια ή την άλλη κατεύθυνση είναι ανάλογο με την ενέργεια που ακτινοβολεί η κεραία προς αυτήν την κατεύθυνση. Εκτός από τα τρισδιάστατα διαγράμματα, συχνά εξετάζονται και δισδιάστατα διαγράμματα, τα οποία κατασκευάζονται για το οριζόντιο και το κατακόρυφο επίπεδο.

Σε αυτή την περίπτωση, το σχέδιο ακτινοβολίας έχει τη μορφή μιας κλειστής γραμμής στο σύστημα πολικών συντεταγμένων, κατασκευασμένη με τέτοιο τρόπο ώστε η απόσταση από την κεραία (το κέντρο του σχεδίου) σε οποιοδήποτε σημείο του σχεδίου ακτινοβολίας να είναι ευθέως ανάλογη με την ενέργεια που εκπέμπεται από την κεραία σε μια δεδομένη κατεύθυνση.

Για μια ισότροπη κεραία που ακτινοβολεί ενέργεια εξίσου προς όλες τις κατευθύνσεις, το σχέδιο ακτινοβολίας είναι μια σφαίρα, το κέντρο της οποίας συμπίπτει με τη θέση του ισοτροπικού ψυγείου και τα οριζόντια και κατακόρυφα μοτίβα ακτινοβολίας του ισοτροπικού ψυγείου είναι κυκλικά.

Για τις κατευθυντικές κεραίες, οι λεγόμενοι λοβοί μπορούν να διακριθούν στο μοτίβο ακτινοβολίας, δηλαδή στις κατευθύνσεις της κυρίαρχης ακτινοβολίας. Η κατεύθυνση της μέγιστης ακτινοβολίας των κεραιών ονομάζεται κύρια κατεύθυνση. το πέταλο που αντιστοιχεί σε αυτό είναι το κύριο. οι υπόλοιποι λοβοί είναι πλευρικοί και ο λοβός ακτινοβολίας προς την αντίθετη κατεύθυνση από την κύρια κατεύθυνση ονομάζεται οπίσθιος λοβός του σχεδίου της κεραίας. Οι κατευθύνσεις στις οποίες η κεραία δεν λαμβάνει και δεν ακτινοβολεί ονομάζονται μηδενικά του σχεδίου ακτινοβολίας.

Το μοτίβο ακτινοβολίας χαρακτηρίζεται επίσης συνήθως από το πλάτος, το οποίο νοείται ως η γωνία εντός της οποίας το κέρδος μειώνεται σε σχέση με το μέγιστο κατά όχι περισσότερο από 3 dB. Σχεδόν πάντα, το κέρδος και το πλάτος του διαγράμματος είναι αλληλένδετα: όσο μεγαλύτερο είναι το κέρδος, τόσο στοτο ίδιο διάγραμμα και το αντίστροφο.

Κέρδος κεραίας

Έτσι, αφού έχουμε μια ιδέα για τόσο σημαντικές έννοιες όπως ένα ιδανικό ισοτροπικό σημείο ακτινοβολίας και το μοτίβο ακτινοβολίας της κεραίας, μπορούμε να διατυπώσουμε την έννοια του κέρδους κεραίας.

Το κέρδος της κεραίας καθορίζει πόσα ντεσιμπέλ η πυκνότητα ροής ενέργειας που εκπέμπεται από την κεραία σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση είναι μεγαλύτερη από την πυκνότητα ροής ενέργειας που θα καταγραφόταν εάν χρησιμοποιούνταν μια ισότροπη κεραία. Το κέρδος της κεραίας μετράται σε λεγόμενα ισότροπα ντεσιμπέλ (dBi ή dBi).

Θυμηθείτε ότι στη φυσική, η ισχύς συνήθως μετριέται σε watt (W). Ωστόσο, στη θεωρία της επικοινωνίας, τα ντεσιμπέλ (dB) χρησιμοποιούνται πιο συχνά για τη μέτρηση της ισχύος του σήματος. Αυτή η μονάδα μέτρησης είναι λογαριθμική και μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για τη σύγκριση φυσικών μεγεθών με το ίδιο όνομα. Για παράδειγμα, αν συγκριθούν δύο τιμές ΕΝΑΚαι σιτης ίδιας φυσικής ποσότητας, τότε η αναλογία A/Bδείχνει πόσες φορές μια τιμή είναι μεγαλύτερη από μια άλλη. Αν λάβουμε υπόψη τον δεκαδικό λογάριθμο της ίδιας αναλογίας, τότε λαμβάνουμε μια σύγκριση αυτών των ποσοτήτων, που εκφράζονται σε bel (B) και η έκφραση 10lg (A / B) καθορίζει τη σύγκριση αυτών των ποσοτήτων σε ντεσιμπέλ (dB). Για παράδειγμα, αν λένε ότι η μία τιμή είναι 20 dB μεγαλύτερη από την άλλη, τότε αυτό σημαίνει ότι είναι 100 φορές μεγαλύτερη από την άλλη.

Τα ντεσιμπέλ χρησιμοποιούνται όχι μόνο για τη σύγκριση τιμών, αλλά και για την έκφραση απόλυτων τιμών. Για να γίνει αυτό, μια συγκεκριμένη τιμή αναφοράς λαμβάνεται ως η τιμή με την οποία γίνεται η σύγκριση. Για παράδειγμα, για να εκφραστεί η απόλυτη τιμή της ισχύος σήματος σε ντεσιμπέλ, λαμβάνεται ως αναφορά μια ισχύς 1 mW και συγκρίνεται το επίπεδο ισχύος σε ντεσιμπέλ με ισχύ 1 mW. Αυτή η μονάδα μέτρησης ονομάζεται ντεσιμπέλ ανά milliwatt (dBm) και δείχνει πόσα ντεσιμπέλ η ισχύς του μετρούμενου σήματος είναι μεγαλύτερη από την ισχύ του 1 mW.

Έτσι, εάν το κέρδος της κεραίας σε μια δεδομένη κατεύθυνση είναι 5 dBi, τότε αυτό σημαίνει ότι σε αυτήν την κατεύθυνση η ισχύς ακτινοβολίας είναι 5 dB (3,16 φορές) μεγαλύτερη από την ισχύ ακτινοβολίας μιας ιδανικής ισοτροπικής κεραίας. Φυσικά, μια αύξηση της ισχύος του σήματος προς μία κατεύθυνση συνεπάγεται μείωση της ισχύος προς άλλες κατευθύνσεις.

Φυσικά, όταν λέμε ότι το κέρδος της κεραίας είναι 10 dBi, εννοούμε την κατεύθυνση στην οποία επιτυγχάνεται η μέγιστη ισχύς ακτινοβολίας (ο κύριος λοβός του σχεδίου ακτινοβολίας).

Γνωρίζοντας το κέρδος της κεραίας και την ισχύ του πομπού, είναι εύκολο να υπολογιστεί η ισχύς του σήματος προς την κατεύθυνση του κύριου λοβού του σχεδίου ακτινοβολίας. Έτσι, όταν χρησιμοποιείτε σημείο ασύρματης πρόσβασης με ισχύ πομπού 20 dBm (100 mW) και κατευθυντική κεραία με απολαβή 10 dBi, η ισχύς σήματος προς την κατεύθυνση της μέγιστης απολαβής θα είναι 20 dBm + 10 dBi = 30 dBm ( 1000 mW), δηλαδή 10 φορές περισσότερο από ό,τι στην περίπτωση μιας ισότροπης κεραίας.

Τύποι κεραιών για συσκευές Wi-Fi

Όσον αφορά τη χρήση, όλες οι κεραίες για συσκευές Wi-Fi μπορούν να χωριστούν σε δύο μεγάλες κατηγορίες: κεραίες για εξωτερική (εξωτερική) και για εσωτερική χρήση (εσωτερική). Αυτές οι κεραίες διαφέρουν κυρίως ως προς τις διαστάσεις και το κέρδος τους. Όπως είναι φυσικό, οι κεραίες για εξωτερική χρήση είναι μεγαλύτερες σε μέγεθος και παρέχουν μια μορφή προσάρτησης είτε στον τοίχο του σπιτιού είτε σε έναν κάθετο στύλο. Ένα υψηλό κέρδος σε τέτοιες κεραίες επιτυγχάνεται λόγω του μικρού πλάτους του σχεδίου ακτινοβολίας (κύριος λοβός). Οι εξωτερικές κεραίες χρησιμοποιούνται, κατά κανόνα, για τη σύνδεση δύο ασύρματων δικτύων που βρίσκονται σε μεγάλη απόσταση μεταξύ τους. Δύο τέτοιες κεραίες είναι εγκατεστημένες στην οπτική επαφή και σε αυτή την περίπτωση είναι σημαντικό η καθεμία από αυτές να βρίσκεται στη ζώνη του κύριου λοβού της άλλης κεραίας.

Οι κεραίες για εσωτερική χρήση είναι μικρότερες και έχουν μικρότερο κέρδος. Αυτές οι κεραίες είτε τοποθετούνται σε τραπέζι είτε συνδέονται σε τοίχο ή απευθείας σε σημείο πρόσβασης.

Οι κεραίες μπορούν να συνδεθούν στο ίδιο το σημείο πρόσβασης είτε απευθείας είτε με καλώδιο. Ταυτόχρονα, μια ειδική μικροσκοπική υποδοχή SMA χρησιμοποιείται για τη σύνδεση μιας κεραίας ή ενός καλωδίου σε ένα σημείο πρόσβασης. Στα σημεία πρόσβασης χρησιμοποιείται σύνδεσμος Αρσενικό και στην ίδια την κεραία ή στο καλώδιο της κεραίας χρησιμοποιείται σύνδεσμος Θηλυκό.

Άλλοι τύποι υποδοχών υψηλής συχνότητας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη σύνδεση μιας εξωτερικής κεραίας σε ένα καλώδιο - τις περισσότερες φορές πρόκειται για υποδοχή τύπου N.

μαστίγιο κεραία

Όλα τα σημεία πρόσβασης του προτύπου 802.11b/g είναι εξοπλισμένα με τυπικές μικροσκοπικές κεραίες, οι οποίες μπορούν είτε να αφαιρεθούν είτε να σταθεροποιηθούν. Η κεραία μαστίγιο είναι ο απλούστερος τύπος κεραίας. Συχνά αναφέρεται επίσης ως ασύμμετρος δονητής.

Εάν η κεραία μαστίγιο τοποθετηθεί κατακόρυφα, τότε στο οριζόντιο επίπεδο θα ακτινοβολεί ενέργεια προς όλες τις κατευθύνσεις ομοιόμορφα, επομένως, στο οριζόντιο επίπεδο, μια τέτοια κεραία είναι πανκατευθυντική και, φυσικά, δεν είναι απαραίτητο να μιλάμε για κυρίαρχη ακτινοβολία σε ορισμένη κατεύθυνση. Ταυτόχρονα, μια τέτοια κεραία ακτινοβολεί ανομοιόμορφα στο κατακόρυφο επίπεδο. Συγκεκριμένα, δεν υπάρχει καθόλου ακτινοβολία κατά μήκος του άξονα της κεραίας. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ακόμη και στην περίπτωση της απλούστερης κεραίας μαστίγιο, μπορούν να διακριθούν κατευθύνσεις που αντιστοιχούν στο μέγιστο κέρδος. Για τις κεραίες μαστίγιο, το μέγιστο κέρδος επιτυγχάνεται σε ένα επίπεδο κάθετο στην κεραία και που διέρχεται από τη μέση της.

Εάν αποσυναρμολογήσετε την τυπική κεραία μαστίγιο, τότε στις περισσότερες περιπτώσεις αποδεικνύεται ότι το μήκος του ενεργού μέρους της είναι μόνο 31 mm. Φυσικά, αυτό το μήκος δεν επιλέχθηκε τυχαία. Το γεγονός είναι ότι το εύρος συχνοτήτων για συσκευές Wi-Fi είναι από 2400 έως 2473 MHz. Αντίστοιχα, το μήκος κύματος της ακτινοβολίας κυμαίνεται από 12,12 έως 12,49 cm και το ένα τέταρτο του μήκους κύματος είναι περίπου ίσο με 31 mm. Δηλαδή, στις περισσότερες περιπτώσεις, το μήκος της κεραίας του μαστιγίου επιλέγεται να είναι ίσο με το ένα τέταρτο του μήκους κύματος ακτινοβολίας.

Το τρισδιάστατο σχέδιο ακτινοβολίας, καθώς και τα οριζόντια και κάθετα μοτίβα ακτινοβολίας μιας τέτοιας κεραίας, φαίνονται στο Σχ. 1.

Σημειώστε ότι λόγω της ισοτροπικής φύσης της ακτινοβολίας της κεραίας μαστίγιου, στο οριζόντιο επίπεδο, ένα σημείο πρόσβασης με μια τέτοια κεραία εγκαθίσταται βέλτιστα στο κέντρο ενός γραφείου ή διαμερίσματος ώστε να καλύπτει ολόκληρο τον χώρο ενός διαμερίσματος ή γραφείου με ασύρματο δίκτυο.

Κεραία χτυπήματος με κάθετο ανακλαστήρα

Ο σχεδιασμός της κεραίας μαστίγιο μπορεί να βελτιωθεί κάπως χρησιμοποιώντας έναν ανακλαστήρα κάθετο στην κεραία - μια μεταλλική επιφάνεια (οθόνη) που λειτουργεί ως ιδανική επιφάνεια γείωσης. Τέτοιες κεραίες δεν παράγονται από τη βιομηχανία (σε κάθε περίπτωση, δεν πωλούνται), αλλά μια τέτοια κεραία είναι εύκολο να φτιάξετε μόνοι σας.

Το τρισδιάστατο σχέδιο ακτινοβολίας, καθώς και τα οριζόντια και κατακόρυφα μοτίβα ακτινοβολίας μιας κεραίας τεταρτοκύματος μαστιγίου με κάθετο ανακλαστήρα, φαίνονται στο Σχ. 2.

Για μήκος κεραίας 1/4 l, στην περίπτωση ιδανικού άπειρου ανακλαστήρα, το μέγιστο κέρδος είναι 5,18 dBi, ενώ για την ίδια κεραία χωρίς ανακλαστήρα, το μέγιστο κέρδος είναι μόνο 1,73 dBi.

Όπως και στην περίπτωση μιας συμβατικής κεραίας μαστίγιου, είναι προτιμότερο να εγκαταστήσετε μια κεραία μαστίγιο με κάθετο ανακλαστήρα στο κέντρο ενός δωματίου (διαμερίσματος ή γραφείου).

Κεραία χτυπήματος με παράλληλο ανακλαστήρα

Ένας άλλος τρόπος για να τροποποιήσετε την κεραία μαστίγιο είναι να χρησιμοποιήσετε έναν ανακλαστήρα που δεν είναι κάθετος, αλλά παράλληλος με την κεραία. Σε αυτή την περίπτωση, το σχέδιο ακτινοβολίας του αλλάζει σημαντικά και στο οριζόντιο επίπεδο μια τέτοια κεραία παύει να είναι ισότροπη.

Ο τύπος του σχεδίου ακτινοβολίας στο οριζόντιο επίπεδο (στο επίπεδο που είναι κάθετο στην κεραία) εξαρτάται τόσο από τις διαστάσεις της ίδιας της κεραίας όσο και από την απόσταση μεταξύ της κεραίας και του ανακλαστήρα.

Στο σχ. Το σχήμα 3 δείχνει το τρισδιάστατο μοτίβο ακτινοβολίας, καθώς και τα οριζόντια και κατακόρυφα μοτίβα ακτινοβολίας μιας κεραίας τεταρτοκύματος μαστιγίου με παράλληλο ανακλαστήρα σε απόσταση μεταξύ της κεραίας και του ανακλαστήρα 1/4 l (31 mm).

Για μήκος κεραίας 1/4 l, στην περίπτωση ενός ιδανικού άπειρου ανακλαστήρα που βρίσκεται σε απόσταση 1/4 l από την κεραία, το μέγιστο κέρδος είναι 7,17 dBi. Συνιστάται να τοποθετήσετε μια τέτοια κεραία κοντά στον τοίχο.

Παραδείγματα κεραιών

Φυσικά, αν και οι κεραίες μαστίγιο που περιγράφουμε είναι οι πιο κοινές για συσκευές Wi-Fi, δεν παρέχουν την πλήρη ποικιλία των πιθανών σχεδίων κεραιών Wi-Fi. Στο Διαδίκτυο, μπορείτε να βρείτε περισσότερους από έναν εξειδικευμένους πόρους αφιερωμένους σε οικιακές κεραίες για το εύρος συχνοτήτων 2,4 GHz. Πρόκειται για διάφορες παραλλαγές κεραιών από δοχεία και κεραίες τύπου συμμετρικού δονητή μισού κύματος με ανακλαστήρα και κεραίες με θερμαντικό σώμα τετάρτου κύματος και ανακλαστήρα και ελικοειδή κεραίες και διάφορες κεραίες Yagi κ.λπ. Φυσικά, η περιγραφή όλων των διαθέσιμων κεραιών δεν θα απαιτούσε ένα μόνο άρθρο, αλλά ένα ολόκληρο βιβλίο. Επιδιώκουμε έναν ελαφρώς διαφορετικό στόχο, επομένως θα εξετάσουμε περαιτέρω εκείνες τις κεραίες Wi-Fi που μπορούν να αγοραστούν σε ρωσικά καταστήματα.

TP Link TL-ANT2406A

Η μινιατούρα κατευθυντική κεραία TL-ANT2406A της TP-Link έχει σχεδιαστεί για χρήση σε εσωτερικούς χώρους. Η κεραία διαθέτει μια βολική βάση που μπορεί να τοποθετηθεί σε τοίχο, να εγκατασταθεί σε τραπέζι ή να προσαρτηθεί σε μια θήκη υπολογιστή χρησιμοποιώντας μαγνήτες που βρίσκονται στο κάτω μέρος της.

Για να συνδέσετε την κεραία στο σημείο πρόσβασης, χρησιμοποιήστε ένα καλώδιο 50 ohm μήκους 1 m, εξοπλισμένο με υποδοχή SMA.

Σύμφωνα με την τεχνική τεκμηρίωση, η κεραία TL-ANT2406A έχει κέρδος 6 dBi.

Ο κατασκευαστής ταξινομεί αυτήν την κεραία ως παραλλαγή της κεραίας Yagi, η οποία μας φάνηκε λίγο περίεργη. Η κεραία Yagi, ή κεραία Yagi, ή κεραία Uda-Yagi (το όνομα προέρχεται από τα ονόματα δύο Ιάπωνων εφευρετών - Hidetsugu Yagi και Shintaro Uda), ή μια κεραία καναλιού κύματος, είναι μια κατευθυντική κεραία με τη μορφή μιας σειράς παράλληλων γραμμικοί ηλεκτρικοί δονητές με μήκος κοντά στο μισό του μήκους κύματος ακτινοβολίας (λήψης), που βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο κατά μήκος μιας γραμμής που συμπίπτει με την κατεύθυνση της μέγιστης ακτινοβολίας (λήψη). Και αν χρησιμοποιείτε αυτόν τον συγκεκριμένο ορισμό της κεραίας Yagi, τότε η σχεδίαση του TL-ANT2406A δεν αντιστοιχεί σε αυτό με κανέναν τρόπο. Γενικά, αποδείχθηκε αρκετά δύσκολο να ταξινομηθεί η κεραία TL-ANT2406A. Ως στοιχείο ακτινοβολίας (λήψης), χρησιμοποιεί ένα ορθογώνιο μεταλλικό επίπεδο διαστάσεων 48x52 mm, στο οποίο γίνονται μικρές τομές (Εικ. 4) και το ίδιο το επίπεδο ακτινοβολίας βρίσκεται σε απόσταση 4 mm από μια ορθογώνια οθόνη ανακλαστήρα. οι διαστάσεις του οποίου συμπίπτουν με τις διαστάσεις του πομπού. Ο κεντρικός πυρήνας του ομοαξονικού καλωδίου συνδέεται με τον πομπό και η θήκη του καλωδίου συνδέεται με την οθόνη.

Ρύζι. 4. Διάγραμμα κεραίας TL-ANT2406A

Η λιανική τιμή μιας τέτοιας κεραίας είναι 1100 ρούβλια.

TP Link TL-ANT2409A

Η μινιατούρα κατευθυντική κεραία TP-Link TL-ANT2409A, όπως προκύπτει από την επιγραφή στη συσκευασία, προορίζεται για εξωτερική χρήση, κάτι που μας φάνηκε μάλλον παράξενο, γιατί ως προς τις διαστάσεις της είναι πιο κατάλληλη για εσωτερική χρήση. Ναι, και το δηλωμένο κέρδος, ίσο με 9 dBi, αντιστοιχεί μάλλον σε εσωτερικές κεραίες.

Το περίβλημα της κεραίας προβλέπει την τοποθέτησή της σε τοίχο ή σε οριζόντιο πόλο, για τον οποίο περιλαμβάνονται ειδικοί βραχίονες και σφιγκτήρες στερέωσης στο κιτ.

Για να συνδέσετε την κεραία στο σημείο πρόσβασης, χρησιμοποιήστε ένα καλώδιο 50 ohm εξοπλισμένο με υποδοχή SMA. Το μήκος αυτού του καλωδίου είναι μόνο 1 m, το οποίο και πάλι μπορεί να μην είναι αρκετό για εξωτερικές κεραίες.

Μένει να προσθέσουμε ότι ο κατασκευαστής ταξινομεί αυτήν την κεραία ως τύπο κεραίας Yagi. Γενικά, φαίνεται ότι η TP-Link θεωρεί ότι οποιαδήποτε κατευθυντική κεραία είναι παραλλαγή της κεραίας Yagi. Ωστόσο, ο κατασκευαστής ξέρει καλύτερα.

Ο εσωτερικός σχεδιασμός της κεραίας είναι αρκετά απλός. Πάνω από μια τετράγωνη γειωμένη οθόνη διαστάσεων 90x90 mm σε ύψος 7 mm υπάρχει ένα στοιχείο ακτινοβολίας με τη μορφή μεταλλικού ορθογωνίου διαστάσεων 44x54 mm. Η σύνδεση του στοιχείου ακτινοβολίας με το ομοαξονικό καλώδιο υλοποιείται στην πίσω πλευρά της οθόνης και χρησιμοποιείται μια επιμεταλλωμένη λωρίδα συγκεκριμένης διαμόρφωσης για την αντιστοίχιση του τροφοδότη με την κεραία. Το κύκλωμα κεραίας TL-ANT2409A φαίνεται στην εικ. 5.

Ρύζι. 5. Διάγραμμα κεραίας TL-ANT2409A

Η λιανική τιμή αυτής της κεραίας είναι 1490 ρούβλια.

TP Link TL-ANT2414A

Η κατευθυντική κεραία TP-Link TL-ANT2414A είναι επίσης σχεδιασμένη για χρήση σε εξωτερικούς χώρους. Ωστόσο, οι διαστάσεις αυτής της κεραίας σας επιτρέπουν να την εγκαταστήσετε σε εσωτερικούς χώρους. Το περίβλημα της κεραίας προβλέπει την τοποθέτησή της σε τοίχο ή σε οριζόντιο πόλο, για τον οποίο περιλαμβάνονται ειδικοί βραχίονες και σφιγκτήρες στερέωσης στο κιτ.

Για να συνδέσετε την κεραία στο σημείο πρόσβασης, χρησιμοποιήστε ένα καλώδιο 50 ohm μήκους 1 m, εξοπλισμένο με υποδοχή SMA. Όπως έχουμε ήδη σημειώσει, για τις εξωτερικές κεραίες, ένα μήκος καλωδίου 1 m μπορεί να μην είναι αρκετό.

Σύμφωνα με την τεχνική τεκμηρίωση, η κεραία TL-ANT2414A έχει κέρδος 14 dBi. Ο κατασκευαστής το κατατάσσει ως παραλλαγή της κεραίας Yagi. Ωστόσο, δεν θα εμβαθύνουμε στις λεπτές λεπτομέρειες της ορολογίας, αλλά μάλλον ας δούμε πώς λειτουργεί αυτή η κεραία.

Πάνω από τη μεταλλική γειωμένη τετράγωνη οθόνη (μεταλλωμένος τεστολίτης) διαστάσεων 210x210 mm, υπάρχουν οκτώ στοιχεία ακτινοβολίας σε δύο σειρές, τα οποία είναι μεταλλικά ορθογώνια διαστάσεων 30x58 mm. Η απόσταση μεταξύ των στοιχείων ακτινοβολίας και της οθόνης είναι 7 mm. Η σύνδεση του τροφοδότη με τα στοιχεία ακτινοβολίας γίνεται από την πίσω πλευρά της οθόνης.

Το διάγραμμα της κεραίας TP-Link TL-ANT2414A φαίνεται στην εικ. 6.

Ρύζι. 6. Σχηματική απεικόνιση της κεραίας TL-ANT2414A

Όπως μπορείτε να δείτε, δεν υπάρχει τίποτα περίπλοκο στο σχεδιασμό αυτής της κεραίας και είναι εύκολο να το φτιάξετε μόνοι σας. Μπορεί κανείς μόνο να εκπλαγεί με το κόστος του - η λιανική τιμή αυτής της κεραίας είναι 3150 ρούβλια.

D-Link ΑΝΤ24-0700

Η κεραία D-Link ANT24-0700 είναι μια επιλογή κεραίας μαστίγιο για εσωτερική χρήση. Όπως κάθε κεραία μαστίγιο, η ANT24-0700 είναι πανκατευθυντική (ισότροπη) στο οριζόντιο επίπεδο, ωστόσο, διαφέρει από τις τυπικές κεραίες whip που διαθέτουν τα περισσότερα σημεία πρόσβασης με υψηλό κέρδος 7 dBi.

Κεραία
D-Link ΑΝΤ24-0700

Αυτή η κεραία διαθέτει μια βολική βάση που σας επιτρέπει να εγκαταστήσετε την κεραία σε οριζόντια επιφάνεια, να την τοποθετήσετε σε τοίχο και επίσης να την τοποθετήσετε σε θήκη υπολογιστή χρησιμοποιώντας ενσωματωμένους μαγνήτες. Κατά την τοποθέτηση της βάσης κεραίας στον τοίχο, μπορείτε να αλλάξετε τη γωνία της κεραίας. Η κεραία συνδέεται στο σημείο πρόσβασης χρησιμοποιώντας ένα καλώδιο 50 ohm 1,5 m με υποδοχές SMA. Επιπλέον, είναι δυνατή η απευθείας σύνδεση της κεραίας στο σημείο πρόσβασης (χωρίς τη χρήση καλωδίου).

Το ύψος της κεραίας (συμπεριλαμβανομένης της βάσης) είναι 326 mm και η διάμετρος του ιστού της είναι 9 mm.

Δυστυχώς, η κεραία D-Link ANT24-0700 (όπως όλες οι κεραίες μαστίγιο) δεν διαχωρίζεται. Αυτό είναι, φυσικά, είναι δυνατό να το αποσυναρμολογήσετε, αλλά μόνο μια για πάντα. Επομένως, δεν μπορέσαμε να εξοικειωθούμε με τον εσωτερικό σχεδιασμό της κεραίας, δηλαδή να μάθουμε το μήκος του ίδιου του δονητή. Το μόνο πράγμα που είναι γνωστό για αυτήν την κεραία από την τεχνική τεκμηρίωση, εκτός από το κέρδος, είναι το πλάτος του σχεδίου ακτινοβολίας στο κατακόρυφο επίπεδο, το οποίο είναι 24 °. Λοιπόν, το πλάτος του σχεδίου ακτινοβολίας στο οριζόντιο επίπεδο, όπως για κάθε κεραία μαστίγιο, είναι 360 °.

Η μέση τιμή λιανικής αυτής της κεραίας είναι περίπου 800 ρούβλια.

D-Link DWL-R60AT

Η κατευθυντική κεραία D-Link DWL-R60AT προορίζεται για χρήση σε εσωτερικούς χώρους. Ανήκει στην κατηγορία των μικροσκοπικών κεραιών πάνελ - οι διαστάσεις του είναι μόνο 80x85x12,8 mm. Η κεραία παρέχει απευθείας (χωρίς τη χρήση καλωδίου) σύνδεση σε ένα σημείο πρόσβασης χρησιμοποιώντας μια υποδοχή SMA.

Σύμφωνα με την τεχνική τεκμηρίωση, η κεραία D-Link DWL-R60AT έχει κέρδος 6 dBi. Επιπλέον, είναι γνωστό ότι το πλάτος του σχεδίου ακτινοβολίας στο κατακόρυφο επίπεδο είναι 90° και το πλάτος του σχεδίου ακτινοβολίας στο οριζόντιο επίπεδο είναι 60°.

Η εσωτερική δομή αυτής της κεραίας είναι αρκετά απλή και διαφέρει ελάχιστα από τη συσκευή της κεραίας TP-Link TL-ANT2409A. Πάνω από τη μεταλλική γειωμένη τετράγωνη οθόνη διαστάσεων 70x70 mm, σε ύψος 4,5 mm, υπάρχει ένα στοιχείο ακτινοβολίας, το οποίο είναι ένα μεταλλικό ορθογώνιο διαστάσεων 49x52 mm. Η σύνδεση του τροφοδότη με τα στοιχεία ακτινοβολίας γίνεται από την πίσω πλευρά της οθόνης.

Το διάγραμμα της κεραίας D-Link DWL-R60AT φαίνεται στην εικ. 7.

Ρύζι. 7. Διάγραμμα της κεραίας D-Link DWL-R60AT

Όπως μπορείτε να δείτε, η σχεδίαση αυτής της κεραίας είναι εξαιρετικά απλή και, αν θέλετε, μπορείτε εύκολα να την φτιάξετε μόνοι σας. Αλλά αν δεν υπάρχει τέτοια επιθυμία, τότε αυτή η κεραία μπορεί να αγοραστεί μόνο για 410 ρούβλια.

D-Link ΑΝΤ24-1800

Η κεραία πάνελ D-Link ANT24-1800 έχει σχεδιαστεί για χρήση σε εξωτερικούς χώρους. Ο κύριος σκοπός του είναι να παρέχει μια ασύρματη σύνδεση μεταξύ δύο σταθερών σημείων πρόσβασης απομακρυσμένα το ένα από το άλλο. Σύμφωνα με τα στοιχεία του διαβατηρίου, αυτή η κεραία παρέχει επικοινωνία σε απόσταση έως και 8 km με ταχύτητα σύνδεσης 1 Mbps και σε απόσταση έως 3 km με ταχύτητα σύνδεσης 11 Mbps.

Οι διαστάσεις του είναι 360x360x16 mm. Οι βραχίονες στήριξης παρέχονται με την κεραία, η οποία σας επιτρέπει να την τοποθετήσετε σε κατακόρυφο τοίχο ή σε στύλο (Εικ. 8).

Ρύζι. 8. Βάσεις στήριξης για κεραία
D-Link ΑΝΤ24-1800

Το περίβλημα της κεραίας είναι αδιάβροχο - όλες οι ραφές επεξεργάζονται με στεγανωτικό.

Σύμφωνα με τα στοιχεία του διαβατηρίου, το κέρδος αυτής της κεραίας είναι 18 dBi. Μια τέτοια υψηλή τιμή επιτυγχάνεται λόγω του στενού σχεδίου ακτινοβολίας της κεραίας - το πλάτος της στα κατακόρυφα και οριζόντια επίπεδα είναι μόνο 15 °.

Για τη σύνδεση του καλωδίου στην κεραία, χρησιμοποιείται ένας σύνδεσμος τύπου N ("μητέρα"). Επιπλέον, περιλαμβάνεται καλώδιο 0,5 m με βύσματα τύπου N και SMA. Φυσικά, το μήκος αυτού του καλωδίου δεν επαρκεί για τη σύνδεση της κεραίας στο σημείο πρόσβασης, επομένως το κιτ περιλαμβάνει επίσης έναν προσαρμογέα με υποδοχές τύπου N ("θηλυκό" - "πατέρας") για τη σύνδεση ενός καλωδίου επέκτασης, το οποίο δεν περιλαμβάνεται στο κιτ (Εικ. 9) .

Ρύζι. 9. Προσαρμογέας με βύσματα τύπου N
("μητέρα πατέρας")

Δυστυχώς, ήταν αδύνατο να ανοίξει αυτή η κεραία χωρίς να καταστραφεί η στεγανότητά της. Ωστόσο, είναι εύκολο να μαντέψει κανείς ότι στη σχεδίασή του θα μοιάζει με την κεραία TL-ANT2414A. Οι διαφορές μπορούν να είναι μόνο στον αριθμό και το μέγεθος των ορθογώνιων εκπομπών.

Συμπερασματικά, προσθέτουμε ότι η λιανική τιμή της κεραίας D-Link ANT24-1800 κυμαίνεται από 3400 έως 4400 ρούβλια.

συμπέρασμα

Έτσι, αφού εξετάσουμε πολλά μοντέλα κεραιών, μπορούμε να πούμε ότι όλες οι κατευθυντικές κεραίες είναι διατεταγμένες περίπου με τον ίδιο τρόπο και είναι πολύ απλές. Εάν η κεραία είναι τύπου πάνελ, τότε ο σχεδιασμός της περιλαμβάνει μια οθόνη και ένα καλοριφέρ κατασκευασμένα σε μορφή ορθογωνίου και τοποθετημένα σε κάποια απόσταση από την οθόνη. Οι διαφορές μεταξύ των κεραιών είναι μόνο στο μέγεθος του πομπού και της οθόνης, καθώς και στην απόσταση μεταξύ τους. Οι κεραίες που προορίζονται για εσωτερική χρήση έχουν ένα μόνο ψυγείο, ενώ οι κεραίες που προορίζονται για εξωτερική χρήση μπορεί να περιέχουν πολλά καλοριφέρ.

Σημειώνουμε επίσης ότι το κόστος όλων των κεραιών είναι σαφώς υπερτιμημένο - δεν είναι πολύ σαφές γιατί πρέπει να πληρώσετε τόσα χρήματα για δύο κομμάτια κασσίτερου.

Δεν είναι πάντα δυνατό να τοποθετήσετε μια ξεχωριστή κάθετη κεραία για κάθε μπάντα. Σε αυτήν την περίπτωση, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μία ακίδα για να εργαστείτε σε πολλές περιοχές. Εφόσον, επιλέγοντας το φυσικό μήκος του ακροδέκτη, είναι αδύνατο να ρυθμιστεί η σύνθετη αντίσταση εισόδου του στη χαρακτηριστική σύνθετη αντίσταση του ομοαξονικού καλωδίου όταν λειτουργεί σε πολλές ερασιτεχνικές ζώνες, χρησιμοποιείται μια ανοιχτή γραμμή δύο συρμάτων για την τροφοδοσία τέτοιων κεραιών, η οποία επιτρέπει τη λειτουργία με υψηλό SWR.

Ένα διάγραμμα μιας τέτοιας κεραίας φαίνεται στο σχήμα 1. Η κεραία αποτελείται από μια ράβδο με μήκος LA και τουλάχιστον τέσσερα αντίβαρα με μήκος LP. Για την αποτελεσματική λειτουργία μιας κατακόρυφης κεραίας, η ακίδα της οποίας δεν είναι συντονισμένη ώστε να συντονιστεί με το σήμα που εκπέμπει, είναι απαραίτητο το ηλεκτρικό μήκος της ακίδας να είναι τουλάχιστον το 1/8 του μήκους κύματος.

Επομένως, για να λειτουργεί η κεραία στις ερασιτεχνικές μπάντες των 6-80 μέτρων, αρκεί το μήκος του κατακόρυφου τμήματός της να είναι 5 μέτρα. Όπως υποδεικνύεται σε πολλές ερασιτεχνικές ραδιοφωνικές πηγές, για τη λειτουργία μιας τέτοιας κάθετης κεραίας πολλαπλών ζωνών, δεν είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν αντίβαρα συντονισμού, τα οποία, φυσικά, βελτιώνουν την απόδοση της κεραίας, αλλά ταυτόχρονα περιπλέκουν σημαντικά το σχεδιασμό της .

Τέσσερα αντίβαρα με μήκος ίσο με το ύψος του πείρου είναι αρκετά. Η κεραία τροφοδοτείται μέσω μιας ανοιχτής γραμμής με σύνθετη αντίσταση κύματος 300-600 ohms οποιουδήποτε λογικού μήκους μέσω οποιασδήποτε γνωστής συσκευής αντιστοίχισης.

Μέχρι τώρα, μεταξύ των ραδιοερασιτέχνων δεν υπάρχει συναίνεση για το πόσο καιρό θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί η ακίδα για τη δημιουργία μιας τέτοιας κεραίας. Υπάρχουν δύο απόψεις για το μήκος της καρφίτσας. Το πρώτο είναι ότι το στέλεχος πρέπει να έχει συντονισμούς στις επάνω ερασιτεχνικές ζώνες στις οποίες χρησιμοποιείται η κεραία και το άλλο είναι ότι το καρφί δεν χρειάζεται να έχει συντονισμούς στις ζώνες λειτουργίας της κεραίας.

Δεδομένου ότι η κεραία μαστίγιο τροφοδοτείται μέσω μιας ανοιχτής γραμμής και το σύστημα τροφοδοσίας κεραίας πρέπει να ταιριάζει με την αντίσταση εξόδου χαμηλής αντίστασης του πομποδέκτη μέσω μιας συσκευής αντιστοίχισης, τότε θεωρητικά δεν υπάρχει διαφορά εάν χρησιμοποιείται μια κεραία συντονισμού μαστίγιο ή ο συντονισμός του μοχλού βρίσκεται εκτός του ερασιτεχνικού εύρους και, ως εκ τούτου, θα απαιτηθεί αντιστάθμιση των αντιδράσεων της κεραίας μέσω μιας συσκευής που ταιριάζει.

Στην πράξη, μπορεί ακόμη και να αποδειχθεί ότι μια κεραία χωρίς συντονισμό που τροφοδοτείται από μια γραμμή δύο καλωδίων θα λειτουργεί πιο αποτελεσματικά, λόγω του μέσου όρου των παραμέτρων της όταν λειτουργεί σε πολλές περιοχές. Μια κεραία μήκους συντονισμού θα έχει απαραίτητα σύνθετη αντίσταση εισόδου αρκετών kOhm σε οποιαδήποτε ερασιτεχνική μπάντα, δηλ. θα υπάρχει ένας κόμβος τάσης στην είσοδό του, ο οποίος μπορεί να περιπλέξει την αντιστοίχιση της ακίδας με τη γραμμή μεταφοράς και περαιτέρω με τη συσκευή αντιστοίχισης στην περιοχή συντονισμού. Δεδομένου ότι, ωστόσο, ο αριθμός των υποστηρικτών των ηχητικών και μη ηχητικών κεραιών πολλαπλής ζώνης είναι σχεδόν ο ίδιος, θα αναλύσουμε και τις δύο επιλογές.

Η κεραία WB6AAM πρέπει να αναγνωριστεί ως κλασική σχεδίαση χωρίς συντονισμό κατακόρυφου πείρου πολλαπλών ζωνών. Αυτή η κεραία και τα αντίβαρά της έχουν μήκος 6,1 μέτρα. Ο Πίνακας 1 δείχνει τις τιμές του κέρδους αυτής της κεραίας σε σχέση με έναν ασύμμετρο δονητή τετάρτου κύματος που λειτουργεί στο συγκριτικό εύρος.

Τραπέζι 1
Όπως φαίνεται από αυτόν τον πίνακα, οι παράμετροι αυτής της κεραίας είναι πολύ καλές στα 6-20 μέτρα, ικανοποιητικές στα 30-50 μέτρα και η κεραία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για βοηθητική λειτουργία στη ζώνη των 80 μέτρων. Δίνεται περιγραφή μιας κεραίας χωρίς συντονισμό με μήκος του κατακόρυφου τμήματος και αντίβαρα 6,7 μέτρα. Προφανώς, οι παράμετροι διαφέρουν ελαφρώς από την κεραία WB6AAM και πρακτικά δεν υπάρχει διαφορά ποιο μήκος κεραίας επιλέγεται - 6,1 ή 6,7 μέτρα, όλα εξαρτώνται από την ευκολία χρήσης ορισμένων υλικών για την κατασκευή της κεραίας.

Κεραία που λειτουργεί σε λειτουργία συντονισμού στα 10 και 20 μέτρα με κατακόρυφο ύψος και αντίβαρα 508 εκ. Αυτή η κεραία αποδίδει λιγότερο αποτελεσματικά από την κεραία WB6AAM λόγω του ελαφρώς χαμηλότερου ύψους της. Κεραία με κατακόρυφο τμήμα μήκους 10 μέτρων και τρία αντίβαρα.

Αυτή η κεραία, λόγω του σχετικά μεγάλου μήκους του κατακόρυφου τμήματος, μπορεί να παρέχει λειτουργία όχι μόνο σε εμβέλεια 10-80 μέτρων, όπως υποδεικνύεται στην περιγραφή της, αλλά και σε εμβέλεια 160 μέτρων. Το κέρδος του θα είναι περίπου μιάμιση φορά από αυτό της κάθετης κεραίας WB6AAM (βλ. Πίνακα 1), και φυσικά, εάν υπάρχει αρκετός χώρος για την κεραία και τα υλικά, είναι προτιμότερο να χρησιμοποιήσετε μια κεραία με μήκος κάθετου μέρους 10 μέτρα.

Μια γραμμή μετάδοσης δύο συρμάτων για κεραίες τροφοδοσίας αυτού του τύπου μπορεί να είναι σπιτική, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα τυπικό καλώδιο με κορδέλα, όπως η CATV. Με ισχύ που παρέχεται στην κεραία που δεν υπερβαίνει τα 100 W, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το τηλεφωνικό καλώδιο TRP, γνωστό στους ραδιοερασιτέχνες ως noodles, ως γραμμή μετάδοσης. Δυστυχώς, όταν λειτουργεί υπό την επίδραση ατμοσφαιρικών συνθηκών, το TRP συνήθως αποτυγχάνει μετά από μερικά χρόνια λόγω της καταστροφής της μόνωσης.

Ακριβώς λόγω της έλλειψης ανοικτών γραμμών μετάδοσης, οι ραδιοερασιτέχνες προσπαθούν να τροφοδοτήσουν μια τέτοια κεραία μέσω ενός ομοαξονικού καλωδίου χρησιμοποιώντας διάφορες συσκευές που ταιριάζουν που βρίσκονται απευθείας στον πείρο της κεραίας. Η πιο επιτυχημένη τέτοια αντιστοίχιση προτάθηκε από την UA1DZ.

Παρά την ευρεία χρήση της τηλεόρασης και του Διαδικτύου, η ακρόαση ραδιοφωνικών σταθμών δεν χάνει τη δημοτικότητά του. Αλλά συχνά η ποιότητα της ραδιοφωνικής λήψης αφήνει πολλά να είναι επιθυμητή. Για να το διορθώσετε, πρέπει να καταλάβετε τι επηρεάζει την ποιότητα της λήψης και πώς να βελτιώσετε την κατάσταση;

Φτιάξτο μόνος σου κεραία ραδιοφώνου

Λίγη θεωρία

Για την κανονική λειτουργία οποιουδήποτε ραδιοφωνικού δέκτη: τηλεόρασης, κινητού τηλεφώνου, ραδιοφωνικού δέκτη, είναι απαραίτητο να παρέχεται ένα ελάχιστο επίπεδο σήματος στην είσοδό του που υπερβαίνει ένα συγκεκριμένο όριο.

Τέτοιες συνθήκες μπορεί να προκύψουν όχι μόνο λόγω της απόστασης από τον ραδιοφωνικό σταθμό, αλλά και στην πόλη. Τις περισσότερες φορές βρίσκονται σε ραδιοφωνικούς δέκτες στις ζώνες VHF και FM, αυτό οφείλεται στις ιδιαιτερότητες της διάδοσης αυτού του σήματος.

Η συχνότητα αυτών των σημάτων είναι 66-108 MHz. Τα ραδιοκύματα αυτού του εύρους διαδίδονται εντός της οπτικής γωνίας και περιφέρονται πολύ άσχημα στους λόφους του εδάφους και στα ψηλά κτίρια της πόλης.

Η απόσταση οπτικής επαφής μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο, km:

r = 3,57 (√h1 + √h2), όπου

r – οπτική απόσταση.

h1 είναι το ύψος της κεραίας εκπομπής.

h2 είναι το ύψος της κεραίας λήψης.

Τύποι κεραιών

Ο σκοπός των κεραιών λήψης είναι να λαμβάνουν το σήμα, να το ενισχύουν και να το μεταδίδουν στην είσοδο του δέκτη. Ανάλογα με την εμβέλεια, οι κεραίες έχουν διαφορετικό σχεδιασμό και διαστάσεις.

Υπάρχουν αρκετές δεκάδες τύποι κεραιών, μερικές από αυτές είναι οι πιο σύνθετες κατασκευές μηχανικής, που ζυγίζουν εκατοντάδες τόνους και μετρούν χιλιάδες τετραγωνικά μέτρα.

Στην απλούστερη περίπτωση, η κεραία λήψης μπορεί να είναι ένας αγωγός αναρτημένος σε μονωτήρες πάνω από το έδαφος. Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα, που το διασχίζουν, προκαλούν σε αυτό, σύμφωνα με τους νόμους της φυσικής, μια εναλλασσόμενη τάση υψηλής συχνότητας και τη μεταδίδουν μέσω του τροφοδότη στην είσοδο του ραδιοφωνικού δέκτη, όπου ενισχύεται το λαμβανόμενο σήμα, ένα εξάρτημα χαμηλής συχνότητας εξάγεται από αυτό, και το ανθρώπινο αυτί ακούει τον ήχο.

Οι κεραίες μπορούν να χωριστούν σε δύο τύπους: κατευθυντικές και μη κατευθυντικές. Υπάρχει μια ταξινόμηση ανά σκοπό: σταθερό και κινητό. Παρά τη διαφορά στους τύπους και τους τύπους, υπάρχουν γενικοί νόμοι με τους οποίους λειτουργούν.

DIY κεραίες

Σύρμα

Μπορείτε να βελτιώσετε τη ραδιοφωνική λήψη. Ανάλογα με το εύρος για το οποίο προορίζεται, οι διαστάσεις του θα πρέπει να προσαρμοστούν.

Οι μικρότερες κεραίες λαμβάνονται για τη ζώνη FM, καθώς η συχνότητα των ραδιοφωνικών σταθμών σε αυτήν τη ζώνη κυμαίνεται από 88-108 MHz, πράγμα που σημαίνει ότι το μήκος κύματος L είναι από 3,4 έως 2,8 μέτρα.

Το μήκος κύματος οποιουδήποτε ραδιοφωνικού σταθμού μπορεί να βρεθεί με τον τύπο:

L = 300000/f, όπου

L είναι το μήκος κύματος σε m.

f είναι η συχνότητα του ραδιοφωνικού σήματος σε Hz.

Σχεδιασμός συρμάτινης κεραίας

Η συρμάτινη κεραία είναι η απλούστερη σχεδίαση για τη ζώνη FM και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε σπίτια κατασκευασμένα από οποιοδήποτε υλικό εκτός από οπλισμένο σκυρόδεμα. Μπορεί επίσης να τοποθετηθεί σε εξωτερικούς χώρους τεντώνοντάς το ανάμεσα σε δύο ιστούς ή κτίρια. Το ύψος της ανάρτησης παίζει μεγάλο ρόλο: με την αύξηση του ύψους, αυξάνεται η απόδοση. Ο προσανατολισμός της κεραίας παίζει επίσης ρόλο - η κατευθυντικότητά της στο οριζόντιο επίπεδο μοιάζει με ένα σχήμα οκτώ.

Δεδομένου ότι τα περισσότερα ραδιόφωνα FM χρησιμοποιούν κάθετη πόλωση, αυτή η κεραία μπορεί να αναρτηθεί κατακόρυφα, κάτι που μπορεί να είναι ιδιαίτερα χρήσιμο στην άκρη της καλής λήψης, όπου το σήμα είναι πολύ αδύναμο. Αυτή η κεραία μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε οποιαδήποτε ζώνη MW, HF ή VHF, χρειάζεται μόνο να υπολογίσετε εκ νέου τις διαστάσεις.

καρφίτσα

Ο απλούστερος τύπος κεραίας μαστιγίου είναι ένας κατακόρυφος αγωγός τοποθετημένος σε μονωτή και συνδεδεμένος στο ένα άκρο με τον δέκτη. Το μήκος του πείρου πρέπει να επιλέγεται σύμφωνα με το εύρος των λαμβανόμενων κυμάτων. Το γεγονός είναι ότι σύμφωνα με πολυάριθμα πειράματα και υπολογισμούς, το μήκος μιας τέτοιας κεραίας πρέπει να είναι ίσο με το ένα τέταρτο του μήκους κύματος, ενώ η απόδοση. το μέγιστο της κεραίας σε κάθε άλλη περίπτωση μειώνεται.

Το φρεάτιο ακίδων λαμβάνει ένα σήμα τόσο οριζόντιας όσο και κάθετης πόλωσης, επιπλέον, αυτός ο τύπος εφαρμόζεται εύκολα τόσο σε σταθερή έκδοση όσο και σε κινητή, για παράδειγμα, ως κεραία αυτοκινήτου.

Ο σχεδιασμός της κεραίας ομπρέλας μαστίγιο

Για τη βελτίωση της λήψης σε αυτόν τον σχεδιασμό, έχουν προστεθεί 4 δονητές για τη βελτίωση της λήψης σήματος και την επέκταση του εύρους ζώνης λήψης. Αυτή η κεραία είναι πανκατευθυντική, δηλαδή λαμβάνει εξίσου καλά σήμα από οποιαδήποτε κατεύθυνση. Το ύψος ανύψωσης, όπως και στην προηγούμενη περίπτωση, επηρεάζει σημαντικά το εύρος λήψης. Συνιστάται να χρησιμοποιήσετε ένα τέτοιο σχέδιο σε εξοχική κατοικία ή σε αγροτική περιοχή, όπου υπάρχουν λιγότερες βιομηχανικές παρεμβολές.

Κατασκευές για την πόλη

Σε αστικές συνθήκες, η καλύτερη επιλογή για λήψη θα ήταν να χρησιμοποιήσετε μια κεραία τηλεόρασης όπως ένα κανάλι κυμάτων. Το πλεονέκτημά του είναι ότι είναι πολύ εστιασμένο. Αυτή η ιδιοκτησία είναι πολύ σημαντική σε αστικές συνθήκες, καθώς σας επιτρέπει να επιλέξετε την κατεύθυνση με το λιγότερο επίπεδο παρεμβολής.

Μια αυτο-κατασκευασμένη κεραία καναλιού κυμάτων αποτελείται από ένα βέλος με στοιχεία προσαρτημένα σε αυτήν: 2 παθητικούς σκηνοθέτες, έναν δονητή βρόχου και έναν ανακλαστήρα. Οι διαστάσεις εξαρτώνται από το εύρος λήψης. Αυτός ο σχεδιασμός παρέχει λήψη υψηλής ποιότητας σε απόσταση έως και 50 km ή περισσότερο, που είναι ένα πολύ αξιοπρεπές αποτέλεσμα για τη ζώνη FM.

Κανάλι κυμάτων κεραίας για μπάντα FM

Αυτή η κεραία έχει σύνθετη αντίσταση εξόδου 75 ohms, επομένως είναι απολύτως αποδεκτό να συνδέσετε το καλώδιο απευθείας στο αντίστοιχο κουτί. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε κεραίες τηλεόρασης της εμβέλειας του μετρητή με 3-5 κανάλια, τα οποία συχνά μένουν σε αδράνεια τώρα, καθώς η τηλεοπτική μετάδοση έχει «μετακομίσει» από αυτά τα κανάλια στην περιοχή των δεκατιανών, στο δορυφόρο ή στο Διαδίκτυο.

Το κάνουμε μόνοι μας. βίντεο

Πώς να φτιάξετε μια κεραία ραδιοφώνου FM από μια παλιά κεραία τηλεόρασης μπορείτε να βρείτε στο παρακάτω βίντεο.

Υπάρχουν πολλές επιλογές για σπιτικές κεραίες: από τις πιο απλές έως τις επαγγελματικές. Είναι απαραίτητο μόνο να ληφθούν υπόψη τα χαρακτηριστικά της διάδοσης των ραδιοκυμάτων στις ζώνες VHF και FM.

Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να θυμάστε:

1. Η σίγουρη λήψη είναι δυνατή μόνο εντός της οπτικής γωνίας.
2. Το βράδυ και το βράδυ, η υποδοχή μεγάλης εμβέλειας ουσιαστικά απουσιάζει.
3. Η βροχόπτωση εξασθενεί ή διακόπτει εντελώς τη λήψη του σήματος.

Αλλά εάν υπάρχει λήψη, όλες αυτές οι ελλείψεις αντισταθμίζονται από την υψηλή ποιότητα του σήματος.

Η κεραία FM για το μουσικό κέντρο κατασκευάζεται στο χέρι με τον ίδιο ακριβώς τρόπο όπως η κεραία για το ραδιόφωνο FM, γιατί. Αυτά τα ραδιόφωνα έχουν ένα απολύτως παρόμοιο σχήμα λήψης σήματος.