Означает ли более высокий дБи дальность действия антенны?

Вы можете подумайте об антеннах, похожих на ваше зрение. 0 дБ будет считаться вами так же, как и без ничего искусственного.

Теперь вы решаете, что хотите использовать бинокль, чтобы видеть дальше. Проблема с биноклем в том, что ваш диапазон обзора не такой большой, как без него. Однако бинокль полезен, он позволяет вам видеть то, чего вы раньше не видели. Это похоже на, скажем, антенну на 2,2 дБ.

Теперь вы решили, что хотите видеть еще дальше, и вытаскиваете телескоп. Вы снова ограничиваете угол обзора, но оно того стоит, чтобы увидеть дальше. Это похоже на антенну на 7 дБ.

Антенны немного сложнее, их базовая линия — это способность одинаково видеть во всех направлениях (вверх, вниз, вперед, назад, вы называете это) в то же время. Эта ситуация называется изотропной антенной. Отсюда буква «i» в дБ, и это наша базовая линия.

Возвращаясь к примеру с биноклями и телескопами, антенны добавляют этому уровню сложности из-за полной 360 * вид, с которого вы начинаете. У вас может быть одна антенна с диаграммой направленности, которая по-прежнему позволяет вам видеть спереди, сзади, слева и справа, но не позволяет вам видеть над или под собой. Этот тип антенны может иметь усиление, потому что вы вырезаете верхнее и нижнее. По большому счету, это все равно будет считаться всенаправленной антенной, потому что она по-прежнему имеет обзор на 360 *, но не сможет очень хорошо принимать сигналы непосредственно сверху или снизу антенны.

Основная концепция, что Я пытаюсь понять, что усиление не может появиться ниоткуда, вы должны пожертвовать какой-то частью диаграммы направленности антенны, чтобы дать усиление другой части диаграммы направленности антенны..

Итак, что касается вашего вопроса:

Я предполагаю, что любая (2,4 ГГц) антенна 2.2dBI даст аналогичные результаты на 100 м

Не обязательно. В принципе, у вас может быть антенна 2.2dBI, которая имеет действительно странную диаграмму направленности, из-за которой у вас будет много нулей, в которых у вас будет небольшой диапазон, в то время как в других областях может быть диапазон 100 м. Чтобы действительно узнать, нужно покопаться в даташите антенн.

Стоит отметить, что производители антенн всегда делают все возможное, чтобы их антенны звучали лучше, чем у конкурентов. Это означает, что они могут измерять усиление своих антенн немного разными способами, чтобы получить как можно большее число. С любыми хорошими антеннами вы сможете получить правильную диаграмму направленности.

Существующие ответы в основном касались вашего вопроса, но только для потомков, я хочу проясните пару вещей.

Вы должны быть осторожны с дБи, поскольку он не эквивалентен полной излучаемой мощности. Различные антенны могут иметь резко разную эффективность.

То, что вам говорит дБи, — это пик усиления из всех возможных направлений при сравнении к совершенной антенне, которая излучает равномерно и во всех направлениях (изотропная). Вы также должны отметить, что это соотношение и что оно находится в логарифмической шкале, поэтому 3 дБ в 2 раза больше, а 20 дБ в 100 раз больше (а i в дБи означает изотропный).

В любом случае, важно понимать, что антенна 2,2 дБи может иметь ужасное усиление во всех направлениях, кроме того, на что она прямо направлена ​​(узкая ширина луча) и фактически излучает меньше общая мощность, чем у всенаправленной антенны. *

Когда вы находитесь в условиях прямой видимости (LOS), это пиковое усиление, вероятно, единственное, что имеет значение, если антенна фактически правильно направлена ​​на другая антенна. ** Однако в помещениях и в условиях отсутствия прямой видимости (NLOS) вы можете получить огромное количество многолучевого распространения, которое создаст сумасшедшие помехи — сигнал будет отражаться от пола, потолка, вашего холодильник, ваш телефон и т. д., и в зависимости от того, где вы находитесь, эти различные отражения могут вносить конструктивно или разрушительно, давая вам кардинально разный прием d мощность. В этих средах NLOS эффективность антенны (общая излучаемая мощность) часто имеет гораздо большее значение, чем направленность (дБи).

* Например, идеальная антенна 3 дБи ( 2-кратное усиление) будет излучать всю свою мощность на 180 градусов, как по азимуту, так и по углу места (представьте себе половину сферы). В реальности это невозможно, так как это всегда постепенное изменение усиления (особенно, когда вы смотрите на диаграммы направленности, они обычно рисуют линию 3 дБ, тепловая карта покажет постепенное изменение).. Однако антенна, которая достигла усиления 3 дБи при ширине луча всего 18 градусов, также будет считаться антенной 3 дБи, даже если она излучает 1/100 мощности (поскольку ее ширина составляет 1/10 по азимуту и ​​1/10 от ширины). широкая по высоте).

** В отсутствие каких-либо других объектов/отражений другая антенна будет получать только ту мощность, которая направлена ​​прямо на нее, поэтому на самом деле не имеет значения, какой усиление в любом другом направлении есть. Хотя на самом деле даже при отскоке от земли вы можете получить некоторые странные интерференционные картины.

Заключительная мысль — если вы посмотрите на калькулятор потерь на пути в свободном пространстве, например https://www.pasternack.com/t-calculator-fspl.aspx, это усиление 2,2 дБи дает вам примерно 22 м дополнительного диапазона (такие же потери в тракте на 78 м для антенны 0 дБи и 100 м для антенны 2,2 дБи) . Ваша антенна 7 дБи даст еще 75 м, до 175 м при тех же потерях на тракте. Опять же, это только в идеальном свободном пространстве (без отражений/поглощения) и идеально направленной антенне.

Вы также должны отметить, что вы можете нарушить закон со слишком высоким усилением антенны — Федеральная комиссия связи США ограничивает нелицензированную передачу в диапазоне 2,4 ГГц до 1 Вт EIRP (эквивалентная изотропная излучаемая мощность). Кроме того, на некотором расстоянии протокол bluetooth, вероятно, действительно начнет давать сбой, поскольку задержка от скорости света (около 1 мкс в оба конца на расстоянии 175 м) может сломаться (хотя я гораздо больше знаком с WiFi).

Да Изотропный означает истинную «всенаправленность». Поскольку резиновая уточка или патч-антенна имеет нулевые зоны, она посылает больше в некоторых направлениях поперек антенны. Это усиление обычно 2 ~ 3 дБи … учитывает потери в других Направленные направления.

Направленная телевизионная антенна и спутниковые антенны часто начинают диапазон от 16 ~ 24 дБи. Усиление и ширина луча пикового направления являются компромиссами по сравнению с изотропным.

Что это означает для вас заключается в том, что, когда вы находитесь на обочине, теперь они могут стремиться получить на 5 дБ больше, что огромно и переводит вас в безошибочный режим. Но, как и узкая фара, это также означает, что они далеко и не знаете направление к маршрутизатору или вышке сотовой связи, вы с большей вероятностью заблудитесь, пока не проследите свой RSSI или индикатор уровня принимаемого сигнала на мобильном телефоне. Однако для Wi-Fi он служит двойной цели. После того, как соединение установлено, оно возвращается к скорости передачи, а не к силе сигнала в некоторых случаях, таких как Apple OSX, и если вы потеряете сигнал, вы должны стремиться поддерживать хорошее соединение.

Для прямого идеального «без помех» точка-точка на чистой линии участка, улучшение на 5 дБ означает, что вы можете почти удвоить расстояние. В городе такое случается редко, поэтому расстояние не так важно, как возможность наводиться на сигнал и вдали от помех..

Если кто-то хочет рассчитать потери на трассе, они могут использовать «Уравнение передачи Фрииса» для потерь на трассе. Это не учитывает минимальный уровень шума приемника, мертвые зоны многолучевого распространения и потери на пути от зданий, деревьев, дождя и т. д.

Дальность, R выражается в метрах, как и лямбда, длина волны передатчика Ft и коэффициенты усиления для обеих антенн Gr, Gt.

Я предполагаю, что любая антенна (2,4 ГГц) 2,2 дБИ даст аналогичные, 100 м, результаты

Нет. Я не специалист по антеннам, но слышал о направленных антеннах. «I» в дБи означает «изотропный», что означает равномерное излучение во всех направлениях. Такой антенны на самом деле не существует, но теоретическую модель можно использовать в качестве справочной. Таким образом, антенна на 2,2 дБи работает на 2,2 дБ лучше, чем изотропная антенна.

Использование любой антенны 2,2 дБи даст такое же расстояние, игнорируя направленность антенны. Антенна с более высокой направленностью достигает 100 м с меньшей мощностью, чем антенна с меньшей направленностью.