Антенны 2,4 ГГц. Основные характеристики и параметры.

Discussion in 'Беспроводные технологии/Wi-Fi/Wardriving' started by Alexsize, 11 Sep 2007.

  1. Alexsize

    Alexsize Fail

    Joined:
    17 Sep 2005
    Messages:
    1,771
    Likes Received:
    1,221
    Reputations:
    704
    Многие считаю что основа хорошей "охоты" это крутой софт, ноутбук и тупо банка из под кофе=)
    Чтож, сегодня я попытаюсь рассеять это недоразумение и рассказать о такой замечательной вещи, как антенна диапазона 2,4 гигагерца.


    Ты спросишь: А зачем оно мне надо? Так вот открою тебе страшную тайну - эффективность передатчика на 50% зависит от антенны. Думаю ты понял, к чему это я...
    Имея в арсенале хорошую направленную антенну, ты сможешь не выходя из дома сканировать эфир на многие километры вокруг, подключаться к сетям, к которым раньше не мог законнектиться из за слабого сигнала.


    -=Классификация антенн=-

    Мир антенн довольно разнообразен, и казалось бы без бутылки не разобраться, но я тебе помогу =) Нас интересуют антенны для работы в диапазоне частот 2400-2483 Мгц. Эти антенны делятся на 2 группы: направленные (directional) и ненаправленные (omni directional или просто omni). НЕнаправленные антенны с одинаковым успехом передают и принимают сигналы во всех направлениях. Именно такие антенны имеют большинство точек доступа Wi-Fi, встроенные беспроводные адаптеры в ноутбуках, PCMCIA и PCI адаптеры. Бывают круговые, панельные. Направленные антенны лучше всего передают и принимают в каком-нибудь конкретном направлении, или как еще говорят, имеют острую диаграмму направленности. Не буду грузить тебя технологическими терминами (если захочешь разобраться во всем поподробней, смотри ссылки в конце статьи), поэтому приведу простую аналогию: лампочка – она распространяет свет во всех направлениях, с другой стороны, фонарь с узким лучом концентрирует свет в одном направлении, т.о., мы достигаем большего усиления сигнала. Как ты наверно догадался, лампочка это ненаправленная, а фонарь - направленная антенна. Направленные антенны бывают рупорные, секторные, параболические, сегментопараболические и др.
    Выбирая антенну нужно определиться, где и в каких условиях будешь ее использовать. Для вардрайва в основном используют направленные секторные или параболические антенны. В зависимости от характеристик, с помощью таких антенн можно пробить линк на расстояние до 60 км (!) при прямой видимости. Конечно, в городских условиях это не так актуально, но сама возможность...=)


    -=Характеристики антенн=-

    Характеристики антенны в основном описываются ее параметрами по усилению сигнала: dBd, dBi и dBm (dB-децибел). dBd – это усиление на диполь, dBi – усиление к изотропному источнику, dBm- усиление к отношению 1 милливатт. Эффективность антенны - способность преобразовывать электрический сигнал в электромагнитное излучение и направлять с максимальной равномерностью в нужном юзеру направлении и наоборот. Коэффициент усиления антенны - отношение прироста сигнала в нужном направлении относительно изотропного точечного 360 градусного излучателя. Измеряется в dBi. Для удобства и наглядности часто применяется измерение относительно простейшего полуволнового диполя, имеющего диаграмму направленности в виде бабочки. Измеряется в dB. Разница между эталонами измерения равна 2,15. Например, усиление антенны можно представить как 6 dB или 8,15 dBi. При использовании малоэффективных, до 5dB, круговых антенн большая часть энергии излучается не в нужном горизонтальном направлении, а в небо и землю. Прирост каждых 3 dB усиления антенны равносильно удвоению мощности и улучшению чувствительности. И если мощность можно увеличить с помощью усилителя, то чувствительность определяет усиление антенны. Когда ты придешь за антенной в магазин, то скорее всего увидишь только один из параметров - коэффициент усиления dbi. Здесь все просто - чем выше коэффициент, тем лучше, тем на большее расстояние можно будет установить связь, и тем дороже тебе обойдется эта железка Рассмотрим подробнее, что это за dbi...

    Коэффициент усиления

    Антенна, являясь пассивным устройством, излучает в пространство несколько меньшую мощность Р_исх, чем та, что поступает на вход антенны Р_вх. Это связано с омическими потерями в элементах конструкции антенны. коэффициент направленного действия характеризует способность антенны концентрировать излученную мощность в определенном направлении.

    Коэффициент направленного действия есть отношение среднего (во времени) значения плотности потока мощности, излучаемого антенной в данном направлении, (характеризуемом углами j,q сферической системы координат), к плотности потока мощности изотропной антенны. При этом считается, что излучаемые мощности равны и точка наблюдения находится на одинаковом расстоянии от антенн.


    Изотропная антенна - воображаемая антенна, у которой полностью отсутствуют направленные свойства, т.е. диаграмма направленности имеет вид сферы.

    Из определения следует, что коэффициент направленного действия является функцией углов j, q и обозначается D(j,q), и не учитывает потерь мощности в антенне, поэтому вводится параметр G, учитывающий эти потери и называемый коэффициент усиления антенны:

    G = D(j,q)h

    Для примера:

    0 dBi это усиление стандартной изотропной антены, т.е. которая излучает во все
    направления равномерно. Другими словами диаграмма направленности антенны
    представляет собой сферу.
    20 dBi это значит, что антенна является направленной и в каком-то определенном
    направлении усиление будет в 100 раз больше, чем у аналогичной изотропной антенны.


    -=Форм-факторы антенн=-

    Сегодня на рынке представлено множество антенн 2,4 Ггц с разными характеристиками. Допустим, ты определился, что тебе нужна направленная секторная или параболическая антенна с усилением 5-20 dbi. Какие же формы и размеры имеют выбранные антенны?

    Секторные антенны.
    Антенны этого типа в основном представлены форм-фактором Yagi(по имени изобретателя Удо Яги) - наверняка знакомая тебе антенна с несколькими "перекладинами" (директорами). Также известна как антенна "Волновой канал". Размер, а точнее длинна такой антенны зависит от коэффициента усиления. Чем он больше, тем антенна как правило длиннее. Например, антенна Bester Полярис 2450-9 на 9 dbi имеет длинну 20 см, а Bester Полярис 2450-17 на 17 dbi уже 52 см.

    Параболические антенны.
    Используются значительно реже, чем секторные и др. виды антенн из за своих габаритов. Типичный пример - антенны Bester Параболик с различным коэффициентом усиления:

    18 Дб - 510 x 450 x 100/ 2 кг
    21 Дб - 620 x 515 x 124/ 2,3 кг
    24 Дб - 813 x 695 x 157/ 3,2 кг
    27 Дб - 1020 x 900 x 195/ 4,4 кг

    Как видишь, антенны не маленькие, да и весят немало.


    -=Самодельные антенны=-

    Для счастливых обладателей прямых рук, светлой головы (и не очень большого бюджета =) может подойти вариант создания самопальной антенны. Как это сделать мы будем рассказывать в нашем разделе и это отдельная тема=)

    -=Ит0г0=-


    В статье я ничего не упомянул про стоимость антенн, т.к. она сильно варьируется в зависимости от производителя, спроса, продавцов и др. факторов. Скажу только, что нормальная антенна для вардрайва в среднем стоит в пределах 50 у.е. Еще раз скажу, что выбор антенны зависит в первую очередь от твоих амбиций. Если не уверен в выборе, спроси у продавцов, ну или у меня на крайний случай =)

    Магазины беспроводного оборудования и антенн:

    http://www.antenna.ru
    http://info.radiolink.ru
    http://www.senao.ru
    http://www.tayle.com


    Тематические сайты о Wi-Fi, расчеты дальности беспроводных линков:

    http://www.hub.ru/modules.php?name=Wireless_Calc
    http://www.anlirus.com/


    Как всегда буду рад замечаниям и дополнениям.


    Взято отсюда
     
    #1 Alexsize, 11 Sep 2007
    Last edited: 11 Sep 2007
    2 people like this.
  2. m0le[x]

    m0le[x] Wardriver

    Joined:
    25 Oct 2006
    Messages:
    759
    Likes Received:
    576
    Reputations:
    105
    Хотелось бы в ссылки добавить один очень полезный сайт, на котором есть подробные схемы реализации некоторых антенн, а так же калькуляторы для расчета размеров, длинны волны, частот и т.д.

    www.wifiantenna.org.ua
     
    vika906091 likes this.