Диаграмма направленности
—
Всенаправленная. В соответствии с названием, подобная антенна одинаково эффективно работает во всех направлениях; её диаграмма направленности имеет вид круга. Такие модели предназначены в основном для ситуаций, когда мощность сигнала сравнительно высока, однако сам сигнал может прийти с любого направления (и транслировать его тоже нужно во все стороны). К примеру, этот вариант удобен для Wi-Fi антенн общего назначения, причём как на роутерах (установленных приблизительно в центре охватываемого пространства), так и на приёмниках вроде ноутбуков (которые могут находиться в разном положении относительно роутера). А в 3G-связи всенаправленные антенны полезны в основном в условиях плотной городской застройки, где расстояние до базовых станций невелико, но сигнал постоянно отражается и изменяет направление. Отметим, что все антенны данного типа имеют сравнительно небольшую дальность действия.
—
Направленная. Антенны, имеющие диаграмму направленности в виде довольно узкого луча — обычно до 60°, реже до 80° HBPW по горизонтали (см. «HPBW / гор.»). Используются в основном для организации связи по принципу «точка-точка» — например, для подключения «домашнего» 3G-модема к ближайшей базовой станции или для соединения беспроводной точки доступа с Wi-Fi роутером в другом здании. Направленную антенну необходимо довольно точно навести, а для использования «на ходу» такие модели не подходят. С другой стороны, с
...ужение луча положительно сказывается на коэффициенте усиления и дальности работы; именно на такие модели стоит обратить внимание, если нужно принять сигнал от удалённого источника или «пробить» толстую бетонную стену, на которую не хватает собственной мощности оборудования.
— Секторная. Данный тип представляет собой нечто среднее между двумя описанными выше разновидностями. Угол охвата секторных антенн ограничен, однако более широк, чем у направленных моделей, и составляет от 90° до 120 ° HBPW/гор. Такие приспособления используются преимущественно в Wi-Fi сетях, когда невозможно установить роутер в центре охватываемого пространства: они позволяют оптимально распределить сигнал от края этого пространства или даже из угла.Частотный диапазон
Частотные диапазоны, на которые изначально рассчитана антенна. От этого параметра напрямую зависят технологии связи (см. «Назначение»), поддерживаемые изделием. В то же время каждый тип связи включает несколько диапазонов, обычно не совместимых между собой. Поэтому при выборе Wi-Fi или 3G антенны стоит учитывать не только общее назначение, но и диапазоны в пределах этого назначения. Вот наиболее популярные варианты:
—
2.4 ГГц. Наиболее популярный диапазон, используемый современным Wi-Fi оборудованием. Является штатным для стандарта Wi-Fi 802.11 b/g и одним из штатных в стандарте 802.11n. Поддерживается большинством антенн соответствующего назначения (см. выше).
—
5 ГГц. Диапазон Wi-Fi, впервые представленный в стандарте 802.11n (использовался параллельно с 2.4 ГГц) и являющийся единственным штатным для 802.11ac — наиболее продвинутого стандарта Wi-Fi на сегодняшний день. Отметим, что оборудование только на 5 ГГц может быть несовместимо с устаревшими устройствами, работающими в стандарте Wi-Fi 802.11 b/g; поэтому для гарантированной совместимости рекомендуется сочетать 5-гигагерцовую антенну с 2,4-гигагерцовой, или использовать универсальную модель, поддерживающую оба диапазона (выпускаются и такие).
— CDMA 450. В целом стандарт CDMA известен на постсоветском пространстве по услугам типа «городской номер на мобильном телефоне», а также как один из самых популярных способов «д
...омашнего» подключения к Интернету через мобильные сети (используется технология EV-DO). В данном же случае речь идёт о CDMA-связи, использующей диапазон 450 МГц. Другой популярный диапазон — 800 МГц; принципиальной разницы между ними нет, поэтому оба варианта нередко используются операторами в пределах одной страны и даже региона. При этом CDMA450 и CDMA800 не совместимы между собой. В свете этого перед покупкой антенны стоит обязательно уточнить, какой именно стандарт использует выбранный мобильный оператор.
— CDMA 800. Стандарт CDMA-связи, использующий диапазон 800 МГц. Подробнее см. «CDMA450» выше.
— GSM 900. GSM — стандарт мобильной связи, некоторое время назад чрезвычайно популярный по всему миру. На сегодняшний день считается окончательно устаревшим (прежде всего из-за низкой пропускной способности), постепенно вытесняется более продвинутыми форматами 3G UMTS и 4G LTE. Однако оба этих формата являются надстройками над GSM, и такие сети сохраняют совместимость с оригинальным GSM-оборудованием. Кроме того, недорогие GSM-модули всё ещё используются в некоторых специальных устройствах, не требующих высокой скорости связи (системы сигнализации, платёжные терминалы и т.п.). В свете этого антенны для данного стандарта связи всё ещё продолжают выпускаться. Конкретно же GSM 900 (цифры обозначают рабочую частоту в МГц) является самым ранним диапазоном GSM-связи, появившимся в Европе и Азии. Уступает GSM 1800 по энергоэффективности и ёмкости сети, однако имеет большую дальность и лучше работает в условиях плотной городской застройки, благодаря чему применяется до сих пор. И даже в новых телефонах сохраняется совместимость с GSM 900.
— GSM 1800. Диапазон GSM, созданный как развитие и усовершенствование описанного выше GSM 900, с увеличенной вдвое рабочей частотой (до 1800 МГц — отсюда и название). За счёт этого удалось снизить мощность излучения вдвое, а также повысить ёмкость сети (количество аппаратов, которое может в ней работать одновременно). С другой стороны, GSM 1800 требует более плотного расположения базовых станций, а сигнал сильно теряет мощность при прохождении сквозь стены. Поэтому аппараты с поддержкой этого диапазона сделаны обратно совместимыми с GSM 900.
— UMTS 2100. Стандартный диапазон мобильной связи 3 поколения (3G) стандарта UMTS. Обычно именно эту связь имеют в виду, когда говорят о смартфоне или планшете с 3G. Такие сети были развёрнуты на основе существующей инфраструктуры GSM, однако из-за особенностей сигнала для работы в UMTS требуются специально предназначенные для этого диапазона антенны.
Помимо вышеописанных, в современных антеннах (прежде всего «мобильных») могут предусматриваться и другие диапазоны — например, LTE 800, 1800, 2600 и 5G 700 Мгц, 5G 3300 – 3800 МГц в моделях под соответствующий стандарт связи. Однако это встречается крайне редко и, как правило, в качестве дополнения к одному из более распространённых вариантов.
— LTE 800. Один из трёх наиболее популярных диапазонов, используемых мобильной связью 4 поколения LTE в Европе и на постсоветском пространстве (хотя и менее популярный, чем описанные ниже). Также известен как band 20, согласно официальной нумерации диапазонов. Относится к формату FDD (см. «Назначение — 4G (LTE)»).
— LTE 1800. Диапазон мобильной связи четвёртого поколения, известный также как band 3. Являлся наиболее популярным в мире на 2016 год, и велика вероятность, что эта ситуация сохранится довольно долго. Отчасти такая популярность обусловлена совпадением по частотам с GSM 1800 и простотой развёртывания сетей LTE в этом диапазоне.
— LTE 2600. Ещё один распространённый диапазон связи 4 поколения; второй по популярности, после LTE 1800, на 2016 год. По таблице диапазонов носит название band 7. Считается довольно перспективным благодаря очень небольшому количеству посторонних помех в своей полосе частот; многие операторы связи переходят или планируют переход на LTE 2600 даже несмотря на довольно высокую стоимость такого решения.
— 5G 700 МГц. Один из самых низких диапазонов для 5G-сетей на частоте 700 МГц обладает хорошей проникающей способностью в помещения и подходит для развертывания высокоскоростных мобильных сетей в сельской местности и вдоль транспортных магистралей. 5G на этой частоте обеспечивает широкое покрытие связью вне крупных городов с использованием меньшего числа базовых станций.
— 5G 3300 – 3800 МГц. Основной диапазон частот для развертывания мобильных сетей связи пятого поколения. Он обеспечивает стабильное покрытие в условиях плотной городской застройки и большого количества абонентов.Коэффициент усиления
Коэффициент усиления сигнала, обеспечиваемый антенной.
В данном случае подразумевается коэффициент усиления относительно идеального изотропного излучателя — антенны, равномерно излучающей радиосигнал во все стороны в виде сферических волн. Такое усиление осуществляется за счёт сужения потока радиоволн, грубо говоря — увеличения их концентрации в пространстве (даже всенаправленные антенны излучают волны не в виде сферы, а в виде диска). При этом коэффициент измеряется по максимальной мощности, которая достигается в центре диаграммы направленности. Отметим также, что для обозначения данного параметра применяется децибел (точнее dBi, децибел относительно изотропа). Это нелинейная единица: так, разница в 3 дБ соответствует разнице приблизительно в 2 раза, 10 дБ — 10 раз, 20 дБ — 100 раз, и т.п. Существуют таблицы и калькуляторы, позволяющие переводить децибелы в разы.
Всё это значит, что коэффициент усиления является довольно специфическим параметром, и при выборе его оптимального значения может потребоваться консультация в специальных источниках или у профессионала-связиста. Впрочем, это актуально прежде всего для специфических ситуаций — например, установки 3G-антенны в частном доме за несколько километров от базовой станции. Общее же правило таково:
повышение коэффициента усиления положительно сказывается на дальности связи, однако делает антенну более восприимчивой к помехам и, как правило, сказывается на её габаритах и весе.
