Antény

Anténa je zařízení schopné střídavou vysokofrekvenční energii (přivedenou k jejím vstupním svorkám kabelem z vysílače) vyzářit do prostoru, tedy vytvořit v prostoru vysokofrekvenční elektromagnetické pole o určité intenzitě (při vysílání).

Antény pracují recipročně. To znamená, že pokud se umístí do prostředí vysokofrekvenčního elektromagnetického pole, může se z jejich svorek odebírat energie, jejíž velikost je intenzitě tohoto pole úměrná. Toho se využívá v režimu příjmu.

Obecně se anténa chová jako rezonanční obvod, naladěný na kmitočet (kmitočtové pásmo), na kterém se přenos vysokofrekvenčních signálů uskutečňuje.

Sledované parametry u antén:

• Pracovní kmitočet (nebo kmitočtové pásmo)
• Polarizace vyzářeného elmag. vlnění
• Jmenovitou impedanci antény
• Činitel přizpůsobení (SWR)
• Směrové vlastnosti
• Zisk antény

Polarizace

Při bezdrátovém přenosu informací se používají dva typy polarizace elektromagnetického vlnění: lineární a kruhová. Lineární polarizace se v praxi používá dvojí – horizontální a vertikální. Kruhová polarizace může být pravotočivá nebo levotočivá. Rovina polarizace vyzářeného vlnění je dána výhradně konstrukčním uspořádáním antény.


Má-li být zajištěn optimální provoz datového spoje, musí být obě stanice vybaveny stejným (z hlediska polarizace) druhem antény. Nouzově lze provozovat některé kombinace, při nichž nejsou ztráty zisku velké. Například při příjmu lineárně polarizovaných signálů (je jedno zda vertikálně nebo horizontálně) anténou šroubovicovou (určena pro příjem signálů s kruhovou polarizací).

Jiná situace nastane při nesouhlasu směru kruhové polarizace antén daného datového spoje, nebo při otočení roviny lineární polarizace o 90 stupňů. V praktických případech dochází k potlačení zisku antén o 16 až 24 dB, což vede ke značnému zhoršení až znemožnění přenosu.

Tato vlastnost se využije v prostředí se silným rušením, pocházejícím od cizích datových spojů a sítí. Vhodnou volbou polarizace při realizaci vlastní sítě se může rušení účinně potlačit.


Výběr správné antény je nejdůležitějším předpokladem kvalitní bezdrátové sítě. Antény se mohou dělit dle vyzařovací charakteristiky (všesměrové, sektorové a směrové) nebo dle polarizace (horizontální, vertikální či kruhovou).

Antény s kruhovou polarizací se ve Wi-Fi sítích vyskytují již velmi zřídka.

 

Typy antén

Tady si trošku rozebereme nejrůznější tvary a typy antén, používaných při stavbě Wi-Fi sítí.

Všesměrové antény

Jsou nejčastěji tvořeny leptaným plošným spojem uvnitř plastové trubky (v případě levnějších typů) nebo důmyslnou soustavou navzájem sfázovaných zářičů (dražší typy). Zisk těchto antén se pohybuje do 15 dBi. Všesměrové antény mohou mít jak vertikální (častěji), tak horizontální polarizaci. Zkonstruovat všesměrovou anténu s horizontální polarizací je však dražší a složitější než vyrobit všesměrovou s vertikální polarizací. Proto je tato polarizace méně rozšířená, zato ale je větší šanci najít touto polarizací nezarušený kanál.

Sektorové antény

Používají se tam, kde je třeba vykrýt větší souvislý prostor, ale přitom je zbytečné nasadit nízkoziskovou všesměrovou anténu. Nejlevnější sektorové antény mívají vyzařovací úhel cca 30 stupňů, kvalitnější a dražší antény složené z více sfázovaných zářičů pokrývají až 180 stupňů. Opět sektorové antény mají jak  horizontální, tak  vertikální polarizaci dle natočení.




 




                     Waveant SPA17H

Směrové antény

Vyrábějí se buď v provedení YAGI, nebo jako parabolické reflektory. YAGI antény jsou dlouhé tyče s mnoha sfázovanými půlvlnnými dipóly, které navzájem rezonují a zesilují přijímaný či vysílaný signál. Výhodou YAGI antén jsou kompaktní rozměry a nižší cena. Naopak nevýhodou jsou horší mechanické a fyzikální vlastnosti
  
Parabolické reflektory jsou tvořeny zářičem (dipól, malá YAGI anténa, „plechovka“) a parabolickým reflektorem (síto, plná parabola). Zářič ozařuje parabolickou plochu, která vlnění soustředí do úzkého paprsku. Tyto antény mohou mít zisk i 30 dBi a vyzařovací úhel menší než 10 stupňů.


Velký rozdíl je mezi parabolickou anténou s mřížovým reflektorem a plným (lisovaným) reflektorem. Tzv. síto má mnohem větší postraní a zadní vyzařování a nedosahuje zdaleka kvalit plného hliníkového reflektoru.

 

Zisk antény vyjadřovaný v dB

Zisk antény (v dB) je vyjádřením poměru. Do antén není přiváděna žádná dodatečná energie (pouze VF signál z karty či access pointu), a tak v nich signál nemůže nijak zesílit (myšleno v absolutních jednotkách). Anténa, která má kladný zisk, je vždy anténa nějakým způsobem směrová, tj. soustředí svoji vysílací/přijímací schopnost jen do určitého směru, zatímco jiný směr se stává „hluchým“. Zisk antény je pak vyjádřením poměru, kolikrát je určitý preferovaný směr antény zvýhodněn oproti situaci, kdyby se anténa chovala ve všech směrech stejně (tj. její tzv. vyzařovací diagram by byl ideální koule). I všesměrová anténa má zisk, jelikož všesměrová je jen v jedné rovině a její vyzařovací diagram ve vertikálním řezu je různě zakřivená rotující hyperbola. Proto všesměrová anténa příliš nefunguje ani nad sebe (kde to není příliš potřeba), ani pod sebe, což je již často na škodu.

Některé antény jsou udávány v jednotkách dBi a dBd – dBi je vztaženo k výkonu izotropního zářiče a dBd k výkonu půlvlnného dipólu. Pokud tedy výrobce antény tvrdí, že jeho anténa má zisk 9 dBd, znamená to, že je cca 3 x výkonnější, než půlvlnný dipól (každé 3 dB jsou dvojnásobek/polovina). Pro stejnou anténu je velikost zisku v dBi o 2,16 dB větší než údaj v dBd. Snad také proto většina výrobců uvádí velikost zisku svých antén v dBi.
 

Bleskojistky

Přepěťová ochrana neboli zkráceně bleskojistka slouží k ochraně aktivních prvků bezdrátové sítě před atmosférickou elektřinou. V ideálním případě se instaluje do místa, kde koaxiální vedení přechází z vnitřních do vnějších prostor.


 
Pro potřeby Wi-Fi je jediným vyhovujícím způsobem ochrany před přepětím pásmová propusť. Pracuje na jednoduchém principu – jedná se o laděný rezonátor, který zkratuje veškeré frekvence mimo jediné pracovní, v případě 802.11b tedy 2,4 GHz. Kvalitní přepěťové ochrany odolají přímému zásahu blesku a jsou testovány nárazem proudové vlny o amplitudě  3kA a době trvání 350 µs.

Existují i plynové bleskojistky a jiskřiště. Plynové bleskojistky však mají příliš dlouhou reakční dobu a velké zbytkové napětí, jiskřiště je zase poměrně nákladná záležitost.

Tím končí první část přehledu a do budoucna se můžete těšit na srovnání vybraných bezdrátových technologií jako je Wi-Fi, WiMAX a další...

Napsáno pro PCTuning.cz.