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1.4 了解天线
无线局域网中的天线可以扩展无线网络的覆盖范围,天线有多种类型,根据方向性的不同,天线分为全向和定向两种。
1.4.1 全向天线
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全向天线,即在水平方向上表现为360°均匀辐射,也就是平常所说的无方向性,在垂直方向上表现为有一定宽度的波束,一般情况下波瓣宽度越小,增益越大。全向天线在移动通信系统中一般应用于郊县大区制的站型,覆盖范围大。下图为连接在无线网卡上的全向天线。
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室内全向天线适合于无线路由器、AP这样的需要广泛覆盖信号的设备上,它可以将信号均匀分布在中心点周围360°全方位区域,适用于连接点距离较近,分布角度范围大,且数量较多的情况,如无线路由器上的天线,就是室内全向天线。下图为目前常见的无线路由器形状。
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那么简单地讲,全向天线就相当于以天线为圆心,其传输距离为半径,画一个圆,这个圆内就是无线信号的覆盖范围,一般来说,在实际应用过程中,半径多为10~30m,这也是为什么能在街道探测到那些穿出墙壁的路由器信号的原因之一。
如果将全向天线安装在户外,则必须安装在大楼顶端或高处,并且位于信号覆盖区的中央位置,以便于其他指向性天线装置通信,构成单点对多点的星型拓扑。
1.4.2 定向天线
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定向天线,在水平方向上表现为一定角度范围辐射,也就是平常所说的有方向性。同全向天线一样,波瓣宽度越小,增益越大。定向天线在通信系统中一般应用于通信距离远,覆盖范围小,目标密度大,频率利用率高的环境。
定向天线有各种不同的款式与形状,如Patch天线、Panel天线和八木天线等,经常用于无线区域网络中短距离的桥接,例如,跨马路的两栋大楼,或者空间扩展的厂房、仓库等。
用户也可以按以下方式来思考全向天线和定向天线之间的关系:全向天线会向四面八方发射信号,前后左右都可以接收到信号,定向天线就好像在天线后面罩一个碗状的反射面,信号只能向前面传递,射向后面的信号被反射面挡住并反射到前方,加强了前面的信号强度,可以想象定向天线的主要辐射范围像一个倒立的不太完整的圆锥。
此外,还有专门用于长距离通信的高方向性天线,有极窄的波束宽度和很高的增益值,也被称为高增益指向性天线,如碟形天线和格状天线,通常用于点对点的通信连接,传输距离高达40km。因为波束非常窄,因此天线彼此之间必须要很精准地瞄准,而且天线之间的直视必须没有任何阻碍物。
通过上文能够形象地认识到什么是全向天线,什么是定向天线,那么在实际应用时该注意些什么呢?如果需要满足多个站点,并且这些站点是分布在AP的不同方向时,需要采用全向天线;如果集中在一个方向,建议采用定向天线;另外还要考虑天线的接头形式是否和AP匹配、天线的增益大小等是否符合自己的需求。
对于室外天线,在安装的过程中,天线与无线AP之间需要增加防雷设备;定向天线要注意天线的正面朝向远端站点的方向;天线应该安装在尽可能高的位置,天线和站点之间尽可能满足视距,即肉眼可见,中间避开障碍。