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<< 返回在线提问 主题:大面积远距离布网 谈无线网络天线[ 楼 主 ]
 作者:[游客] 2005-11-21 14:12:57  
   在使用无线AP时,相信大家都注意到它的有效信号覆盖范围并不大,因此不管是用于终端接入还是长距离中继,效果都不会太理想,如果是进行企业级的建筑、公共设施无线布网,光靠AP自身的无线天线是远远不够的,还要借助一种专门的无线信号放大设备--无线网络天线。

    天线是能量置换设备,是无源器件,其主要作用是辐射或接收无线电波,辐射时将高频电流转换为电磁波,将电能转换电磁能;接收时将电磁波转换为高频电流,将磁能转换为电能。天线的性能质量直接影响移动通信网络的覆盖和服务质量;不同的地理环境,不同服务要求需要选用不同类型,不同规格的天线。天线在无线网络布局工作中有很大的作用。

    无线网络天线,其主要功能是汇聚或放大无线信号,从而增加了无线信号强度,明显地扩大了无线覆盖面积和桥接距离。

天线的主要性能指标:

  表征天线性能的主要参数有方向图,增益,输入阻抗,驻波比,极化,双极化天线的隔离度,及三阶交调等。

1、方向图

  天线方向图是表征天线辐射特性空间角度关系的图形。以发射天线为例,从不同角度方向辐射出去的功率或场强形成的图形。一般地,用包括最大辐射方向的两个相互垂直的平面方向图来表示天线的立体方向图,分为水平面方向图和垂直面方向图。平行于地面在波束最大场强最大位置剖开的图形叫水平面方向图;垂直于地面在波束场强最大位置剖开的图形叫垂直面方向图。

  描述天线辐射特性的另一重要参数半功率宽度,在天线辐射功率分布在主瓣最大值的两侧,功率强度下降到最大值的一半(场强下降到最大值的0.707倍,3dB衰耗)的两个方向的夹角,表征了天线在指定方向上辐射功率的集中程度。一般地,GSM定向基站水平面半功率波瓣宽度为65o,在120o的小区边沿,天线辐射功率要比最大辐射方向上低9-10dB。

2、方向性参数

  不同的天线有不同的方向图,为表示它们集中辐射的程度,方向图的尖锐程度,我们引入方向性参数。理想的点源天线辐射没有方向性,在各方向上辐射强度相等,方向是个球体。我们以理想的点源天线作为标准与实际天线进行比较,在相同的辐射功率某天线产生于某点的电场强度平方E2与理想的点源天线在同一点产生的电场强度的平方E02的比值称为该点的方向性参数D=E2/E02。

3、天线增益

  增益和方向性系数同是表征辐射功率集中程度的参数,但两者又不尽相同。增益是在同一输出功率条件下加以讨论的,方向性系数是在同一辐射功率条件下加以讨论的。由于天线各方向的辐射强度并不相等,天线的方向性系数和增益随着观察点的不同而变化,但其变化趋势是一致的。一般地,在实际应用中,取最大辐射方向的方向性系数和增益作为天线的方向性系数和增益。

  另外,表征天线增益的参数有dBd和dBi。DBi是相对于点源天线的增益,在各方向的辐射是均匀的;dBd相对于对称阵子天线的增益dBi=dBd+2.15。相同的条件下,增益越高,电波传播的距离越远。

4、入阻输入阻抗

  输抗是指天线在工作频段的高频阻抗,即馈电点的高频电压与高频电流的比值,可用矢量网络测试分析仪测量,其直流阻抗为0Ω。一般移动通信天线的输入阻抗为50Ω。

5、驻波比

  由于天线的输入阻抗与馈线的特性阻抗不可能完全一致,会产生部分的信号反射,反射波和入射波在馈线上叠加形成驻波,其相邻的电压最大值与最小值的比即为电压驻波比VSWR。假定天线的输入功率P1,反射功率P2,天线的驻波比VSWR=(+)/(-)。

6、极化方式

  根据天线在最大辐射(或接收)方向上电场矢量的取向,天线极化方式可分为线极化,圆极化和椭圆极化。线极化又分为水平极化,垂直极化和±45o极化。发射天线和接收天线应具有相同的极化方式 。

7、双极化天线隔离度

  双极化天线有两个信号输入端口,从一个端口输入功率信号P1dBm,从另一端口接收到同一信号的功率P2dBm之差称为隔离度,即隔离度=P1-P2。

无线网络天线类型:

    根据不同的应用情况,可有以下几种不同类型的天线以供选择:

    全向天线——适用于各桥接点距离较近、分布角度范围大且数量较多的情况。

    扇形天线——此类型天线具有能量定向和汇聚功能,可以有效地进行水平180度、120度、90度范围内的覆盖,当桥接点在某一角度内较集中的情况下,可选用此类型天线。

    平板天线——平板天线的波速角度可分为30度和15度,能量汇聚能力强,适用在远程连接点相对集中且数量较少的环境下。

    碟形天线——是定向天线中能量汇聚能力最强,信号方向指向性最好的一种类型的天线,当桥接点位置固定切数量少而集中的项目中,此类型天线是最佳选择。

下面是一些典型产品的实物图和代表参数:

碟形天线
简介:
16dB
波束角度(H/V) 26/24
抛物面网格天线
简介:
24dB
波束角度(H/V) 10/14
全向天线
简介:
5~12dB
波束角度(H/V) -/28~9
平板天线
简介:
10dB
波束角度(H/V) 100/30
扇型天线
简介:
14~17dB
波束角度(H/V) 90/15~7

 功率放大器与其他无线产品的配合应用 1
 作者:【热心人】 2005-11-21 14:14:02  
  一、应用背景

  网络应用的不断深入,人们对网络的依赖性也越来越强,已经成为人们工作和生活中不可少的工具了。但是随着人们家庭生活环境的不断变化和需求方式的更新,移动更成为了家庭网络的趋势,您坐在床边时,您可曾想象,在收发邮件,同时与世界各地的朋友和同事聊天或传递文件时,可以坐在自家的花园中呼吸着清晨新鲜的空气,轻松啜饮着咖啡?您曾否希望蜷缩在沙发上回复老板的电子邮件,同时不耽误在黄金时段播出的您最喜欢的节目?您是否有过这样的希望:在每个孩子的房间里都装配一台能够让他们在线完成作业的电脑,以免他们争用您书房中的电脑,同时让他们与您共用一路互联网连接,但却不希望看到刺眼的线槽,也不希望破坏刚刚整修的房间的墙壁?您是否希望能够从书房的打印机上打印输出您的文件,或者在床上浏览互联网,而不想将自己的卧室变成计算机室,或者在床上牵扯一堆缆线?您是否希望在对照菜谱烹饪新的菜肴时偶尔上网查查相关信息?您是否想过可以和住在隔壁的同事能联机打游戏,可以共享一条ADSL专线……

  二、用户需求

  李先生在市区的北部购买了一套跃层居室,其小区内业主大多为白领和SOHO一族,他们对网络品质要求较高,住户一般家里都配有笔记本、PDA等移动办公产品以及台式PC,因此特别强调网络的灵活性,这使得无线网络成他们构建网络的首选。WLAN由于无须布线,可自由移动,与有线网络相比,它在SOHO/家庭的应用中有着天然的优势,因而深得业主们的青睐。

  李先生购买的是一套复式五室两厅的新家,房屋总面积260平方米,一层面积150平方米,二层面积110平方米。在此小区居住了一段时间感觉小区的管理和公共设施等一些都不错,刚好同一部门的张先生也要买新房子,就介绍他购买了隔壁的单元,与自己家窗对窗。为了实现Internet高速接入,李先生申请了中国电信的ADSL专线。由于居室面积比较大,李先生与太太又都是工作高度紧张的上班族,经常需要带工作回家接着处理,因而在家也时常需要使用笔记本电脑上网。一套能够实现随时随地多机互联并接入Internet的网络,成为了李先生一家的紧迫需求。张先生使用的也是笔记本电脑,但是家里还有一台供儿子学习的台式机,正在发愁如何才能在不想破坏家居装修的状况下共享上网。李先生建议他们共享ADSL,但是又不可能布线,更不能因为安装不破坏家居装饰,考虑到无线网络在无线覆盖的范围内即可实现自由的漫游,在楼上楼下、客厅、卧室、阳台、厨房可以用笔记本电脑通过家庭无线局域网随时查询资料,获取信息以及随时办公和娱乐等。因此,两家都一致决定采用无线方式,共同内构建一个灵活易用的WLAN网络。

  三、产品选择和方案实施




图1    图2

图3    图4
  经过多方比较和同事的介绍,李先生和张先生选择了我们CELL的无线网络产品-独有108M的增强型802.11G/B/B+三模无线网络宽带路由器(890-56-293)[图1]。, 802.11G 500mWatt室内功率放大器(890-56-296)[图2]。,外加三张802.11G/B双模PCMCIA无线网卡(890-56-285)[图3]。和一张802.11B/B+/G三模PCI接口无线网卡(890-56-288) [图4]。搭建了一个可自由移动、漫游接入的家庭网络。

  其中增强型802.11G/B 无线网络宽带路由器[图1]。与802.11G/B双模PCMCIA无线网卡[图3]。搭配可提供高达108Mbps的传输速率,完全可满足笔记本计算机区域内移动无线高速上网的需求。台式机适用的802.11B/B+/G三模PCI接口无线网卡,速率最高可达54Mbps,灵敏度高,输出功率17dbm,支持高达256-Bit的 WEP通讯加密。而且这款设备可与一切 802.11G、802.11B 及 802.11B+无线设备兼容,为最佳无线网络配置提供完美无隙的接合。无线访问点使用户能够自由调整网络结构和随意增加减少网内设备,提供随时随地的互联网资源访问。

  增强型802.11G/B 无线网络宽带路由器(890-56-293) [图1]。可通过内建防火墙及NAT,有效的阻挡来自INTERNET的安全性风险。基于硬件的128/254-Bit WEP 传输加密,提供安全的数据通信能力。支持高度安全的802.1x身份认证与Wi-Fi Protected Access (WPA and WPA-SDK)加密系统,能使网络免遭无线窃听者的攻击。MAC地址授权访问功能确保只有合法认证后的用户才能访问有效的网络资源,并可以通过WEB进行配置管理。处于802.11G标准时,带宽可以根据距离和电磁环境自动在54/48/36/24/18/12/9/6MB之间动并支持ADSL的PPPOE虚拟拨号机固定IP地址路由。

  802.11G 500 mWatt室内功率放大器[图2]。可以支持所有基于802.11G标准的无线网络接入点(Access Point),为现有的802.11G无线接入设备提供更具延展性的解决方案。 高达500mWatt的输出功率、简易的部署方式与合适的价位,同时适用家用及商务环境补充802.11G无线网络完整覆盖与穿透力。该产品完全兼容于 IEEE 802.11G标准的无线网络接入点(Access Point)。可以提供家用客户合理的采购成本,不需要另行添购天线,轻松延展您的家用无线网络覆盖,让您的邻居可以与您共享宽带线路。高效率的机械及电子设计结构,提供无以伦比的系统效能,并提供标准RSMA接口,易于部署及安装,高度集成的防雷击机制,加装有效遮挡之后,亦同时适用于户外安装。

  由于ADSL专线在李先生家开通的,所以增强型802.11G/B 无线网络宽带路由器和功率发大器自然都放在李家。李先生将这套设备放置在他家里一楼的大厅的ADSL接口处,然后按照功率放大器的说明图示正确的与AP相连,李先生家的台式电脑直接和AP的LAN口相连。李家的两台笔记本都安装的是802.11G/B双模PCMCIA无线网卡与强型802.11G/B 无线网络宽带路由器搭配可提供高达108Mbps的传输速率。张先生家的笔记本电脑也使用的是802.11G/B双模PCMCIA无线网卡,台式电脑使用的是一张802.11B/B+/G三模PCI接口无线网卡(890-56-288) [图4]。

  四、使用效果

  李先生夫妇对整个无线网络的覆盖情况非常满意。李先生家的整个居室都可以被无线覆盖,包括客厅,书房,卧室,客房,甚至洗手间和厨房,不仅丝毫没有影响家里美观的装修,而且还能充分体现出使用笔记本电脑的灵活。

  张先生家里的覆盖也不错,在大厅,书房和卧室都可以毫无障碍的无线上网。张先生在享尽了无线带来的无限乐趣的同时,更计划着增加一台掌上电脑,以避免每天与妻子争抢笔记本电脑使用权。

  五、无线网络化家庭

  有了无线网络,所有这些愿望都能变成现实。缠绕的缆线不见了,但网络通信依然畅通。您可以决定从什么地方上网以及何时上网。事实上,这正在迅速成为我们的生活的一个部分,就像移动电话曾经改变了我们使用电话的方式一样。由于我们采用射频在配置了无线接入功能的设备之间建立通信,我们在收发数据时不再需要缆线。

 回复:大面积远距离布网 谈无线网络天线 2
 作者:【热心人】 2006-1-26 18:41:49  
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