ฉันเพิ่งซื้อนี้ (แพงขัน) โมดูลบลูทู ธสำหรับ Arduino ของฉันจาก SparkFun ในหน้าของรายการมันบอกว่ามันได้รับการทดสอบที่ 100 เมตร ฉันติดต่อ SparkFun เพื่อขอข้อมูลเกี่ยวกับการตั้งค่าและพวกเขาบอกว่าเพื่อให้ได้ระยะ 100 เมตรที่พวกเขาใช้เสาอากาศ 2.2 dBiนี้
ฉันเข้าใจว่าเสาอากาศใด ๆ (2.4GHz) 2.2 dBi จะให้ผลเหมือนกัน 100m ผลลัพธ์: ถูกต้องไหม
อย่างไรก็ตามฉันมีเสาอากาศ 7 dBiในทางนั้น ถ้าฉันใช้สิ่งนั้นฉันจะได้รับระยะไกลกว่าจากเสาอากาศ 2.2 dBi หรือไม่
คำตอบ:
ใช่คุณจะได้รับความแรงของสัญญาณจากเสาอากาศ 7 dBI มากกว่า 2.2dBI (โดยเฉพาะ 4.8 dB) มันแก้ปัญหานั้นโดยการแผ่พลังงานไปในทิศทางที่มากกว่าเสาอากาศความคิดที่แผ่กระจายอย่างสม่ำเสมอในทุกทิศทาง (0 dBI)
ความแรงของสัญญาณที่เพิ่มขึ้นนี้ 4.8 dB คือ 10 ^ (4.8 / 10) = พลังงานเพิ่มขึ้น 3 เท่า ที่จะเพิ่มช่วงของคุณประมาณ 70% ในสภาพที่เหมาะ
เนื่องจากเป็นทิศทางคุณจะต้องระบุให้ละเอียดยิ่งขึ้น โดยเฉพาะเสาอากาศที่เชื่อมโยงนั้นเป็นเส้นลวดในแนวตั้ง มันแผ่กระจายเป็นวงกลมรอบ ๆ เสาอากาศ ผู้รับของคุณไม่ควรสูงหรือต่ำกว่าระนาบนี้
คุณสามารถคิดถึงเสาอากาศคล้ายกับวิสัยทัศน์ของคุณ 0dB จะได้รับการพิจารณาว่าเป็นคุณเช่นเดียวกับที่คุณไม่ได้ทำสิ่งประดิษฐ์
ตอนนี้คุณตัดสินใจว่าคุณต้องการใช้กล้องส่องทางไกลสองคู่เพื่อดูเพิ่มเติม ปัญหาของกล้องสองตาคือช่วงการรับชมของคุณไม่ใหญ่เท่าที่คุณมี อย่างไรก็ตามกล้องส่องทางไกลมีประโยชน์พวกเขาช่วยให้คุณเห็นสิ่งที่คุณไม่เคยเห็นมาก่อน คล้ายกับสมมติว่าเป็นเสาอากาศ 2.2dB
ตอนนี้คุณตัดสินใจว่าจะต้องการดูให้ไกลยิ่งขึ้นดังนั้นคุณจึงดึงกล้องโทรทรรศน์ออกมา คุณกำลัง จำกัด มุมมองอีกครั้ง แต่อาจคุ้มค่าเพื่อดูเพิ่มเติม มันจะเป็นเหมือนเสาอากาศ 7dB
เสาอากาศมีความซับซ้อนเพิ่มขึ้นเล็กน้อยพื้นฐานของพวกเขาคือความสามารถในการมองเห็นได้ทุกทิศทาง (ขึ้นลงไปข้างหน้าถอยหลังคุณตั้งชื่อ) ในเวลาเดียวกัน สถานการณ์นี้เรียกว่าเสาอากาศ isotropic นี่คือสิ่งที่ 'i' ในเดซิเบลมาจากและเป็นพื้นฐานของเรา
กลับไปที่ตัวอย่างของกล้องสองตาและกล้องโทรทรรศน์เสาอากาศจะเพิ่มระดับความซับซ้อนให้กับสิ่งนี้เพราะมุมมอง 360 * แบบเต็มที่คุณเริ่มด้วย คุณสามารถมีเสาอากาศหนึ่งที่มีรูปแบบที่ยังคงช่วยให้คุณเห็นในด้านหน้า, หลัง, ไปทางซ้ายและไปทางขวา แต่ไม่อนุญาตให้คุณเห็นด้านบนหรือด้านล่างของคุณ เสาอากาศประเภทนี้สามารถรับได้เนื่องจากคุณตัดด้านบนและด้านล่างออก ส่วนใหญ่นี้จะยังคงพิจารณาเสาอากาศรอบทิศทางเพราะมันยังมีมุมมอง 360 * แต่มันจะไม่สามารถรับได้โดยตรงจากด้านบนหรือด้านล่างของเสาอากาศได้เป็นอย่างดี
แนวคิดพื้นฐานที่ฉันพยายามที่จะผ่านคือการที่ไม่สามารถออกมาจากที่ไหนคุณต้องเสียสละบางส่วนของรูปแบบเสาอากาศเพื่อที่จะได้รับส่วนอื่น ๆ ของรูปแบบเสาอากาศ
ดังนั้นคำถามของคุณ:
ฉันเข้าใจว่าเสาอากาศ 2.2dBI ใด ๆ (2.4GHz) จะให้ผลลัพธ์ที่คล้ายกัน 100 ม. ผลลัพธ์
ไม่จำเป็น. โดยทั่วไปคุณอาจมีเสาอากาศ 2.2dBI ที่มีรูปแบบเสาอากาศที่แปลกมากที่ทำให้คุณมีค่า Null จำนวนมากซึ่งคุณจะมีช่วงเล็กน้อยในขณะที่พื้นที่อื่นอาจมีช่วง 100m หากต้องการทราบว่าคุณต้องขุดลงในแผ่นข้อมูลของเสาอากาศ
เป็นที่น่าสังเกตว่าผู้ผลิตเสาอากาศจะพยายามอย่างดีที่สุดเพื่อพยายามทำให้เสียงเสาอากาศดีกว่าคู่แข่ง ซึ่งหมายความว่าพวกเขาอาจวัดการรับเสาอากาศของพวกเขาในรูปแบบที่แตกต่างกันเล็กน้อยเพื่อให้ได้จำนวนมากที่สุด ด้วยเสาอากาศที่ดีคุณจะสามารถรับรูปแบบเสาอากาศที่เหมาะสม
คำตอบที่มีอยู่ส่วนใหญ่ตอบคำถามของคุณ แต่สำหรับลูกหลานฉันต้องการชี้แจงสองสามอย่าง
คุณต้องระวังด้วย dBi เนื่องจากมันไม่เทียบเท่ากับพลังงานที่แผ่ทั้งหมด เสาอากาศที่แตกต่างกันสามารถมีอย่างมากที่มีประสิทธิภาพที่แตกต่างกัน
สิ่งที่ dBi บอกคุณคือการเพิ่มขึ้นสูงสุดจากทุกทิศทางที่เป็นไปได้เมื่อเปรียบเทียบกับเสาอากาศที่สมบูรณ์แบบที่แผ่กระจายอย่างสม่ำเสมอและรอบทิศทาง (isotropic) คุณควรทราบด้วยว่านี่คืออัตราส่วนและมันอยู่ในสเกลลอการิทึมดังนั้น 3 เดซิเบลเพิ่มขึ้น 2 เท่าในขณะที่ 20 เดซิเบลเพิ่มขึ้น 100 เท่า (และ i ใน dBi หมายถึง isotropic)
อย่างไรก็ตามสิ่งสำคัญที่ต้องตระหนักคือเสาอากาศ 2.2 dBi อาจได้รับประโยชน์อย่างมากในทุกทิศทางยกเว้นสิ่งที่มันชี้ไปที่โดยตรง (ความกว้างของลำแสงแคบ) และกำลังแผ่พลังงานทั้งหมดน้อยกว่าเสาอากาศรอบทิศทาง *
เมื่อคุณอยู่ในสภาพแวดล้อมแนวสายตา (LOS) การเพิ่มขึ้นของจุดสูงสุดนี้น่าจะเป็นสิ่งที่สำคัญตราบใดที่เสาอากาศนั้นชี้ไปยังเสาอากาศอื่นอย่างถูกต้องแม่นยำอย่างไรก็ตามในร่มและนอกสาย สภาพแวดล้อมการมองเห็น (NLOS) คุณสามารถรับ multipath จำนวนมากซึ่งจะสร้างรูปแบบการรบกวนที่บ้าคลั่ง - สัญญาณจะกระเด็นจากพื้นเพดานเพดานตู้เย็นโทรศัพท์ของคุณ ฯลฯ และขึ้นอยู่กับว่าคุณเป็นภาพสะท้อนที่แตกต่างกันเหล่านี้ สามารถเพิ่มเชิงสร้างสรรค์หรือทำลายให้พลังงานที่ได้รับที่แตกต่างกันอย่างมาก ในสภาพแวดล้อม NLOS เหล่านี้ประสิทธิภาพของเสาอากาศ (พลังงานที่แผ่ทั้งหมด) มักจะมีความสำคัญมากกว่าทิศทาง (dBi)
* ตัวอย่างเช่นเสาอากาศ 3 dBi ที่สมบูรณ์แบบ (อัตราขยาย 2x) จะแผ่พลังงานทั้งหมดใน 180 องศาทั้งราบและระดับความสูง (คิดครึ่งหนึ่งของทรงกลม) สิ่งนี้ไม่สามารถทำได้ในความเป็นจริงเนื่องจากเป็นการเปลี่ยนแปลงแบบค่อยเป็นค่อยไปเพื่อผลประโยชน์ (โดยเฉพาะเมื่อคุณดูที่รูปแบบลำแสงพวกเขามักจะวาดเส้น 3 เดซิเบล heatmap จะแสดงการเปลี่ยนแปลงทีละน้อย) อย่างไรก็ตามเสาอากาศที่ได้รับ 3 dBi ในเวลาเพียง 18 องศาจะได้รับการพิจารณาเป็นเสาอากาศ 3 dBi แม้ว่ามันจะแผ่พลังงาน 1 / 100th (เนื่องจากเป็น 1 ใน 10 ที่กว้างในราบและ 1 / 10th เป็น กว้างในระดับความสูง)
** ในกรณีที่ไม่มีวัตถุ / การสะท้อนอื่น ๆ เสาอากาศอื่นจะได้รับพลังงานที่แผ่ออกไปโดยตรงเท่านั้นดังนั้นมันจึงไม่สำคัญว่าจะได้รับทิศทางอื่นในทิศทางใด แม้ว่าในความเป็นจริงแม้กับพื้นดินตีกลับคุณสามารถได้รับรูปแบบการรบกวนบางอย่าง
ความคิดสุดท้าย - ถ้าคุณดูที่เครื่องคิดเลขการสูญเสียเส้นทางว่างเช่นhttps://www.pasternack.com/t-calculator-fspl.aspx , 2.2 dBi ที่ได้รับจะช่วยให้คุณมีช่วงเพิ่มเติม 22 เมตร (pathloss เดียวกันที่ 78 m สำหรับเสาอากาศ 0 dBi เป็น 100 m สำหรับเสาอากาศ 2.2 dBi) เสาอากาศ 7 dBi ของคุณจะให้อีก 75 เมตรสูงถึง 175 เมตรสำหรับเส้นทางเดียวกัน อีกครั้งนี้เป็นเพียงในพื้นที่ว่างในอุดมคติ (ไม่มีการสะท้อนแสง / ดูดซับ) และเสาอากาศที่แหลมอย่างสมบูรณ์แบบ
คุณควรทราบด้วยว่าคุณสามารถฝ่าฝืนกฎหมายได้ด้วยเสาอากาศที่สูงเกินไป - FCC จำกัด การส่งสัญญาณที่ไม่ได้รับอนุญาตในย่านความถี่ 2.4 GHz ถึง 1 วัตต์ EIRP (เทียบเท่ากับการแผ่รังสีแบบไอโซโทรปิกเทียบเท่า) นอกจากนี้ในบางระยะโปรโตคอลบลูทู ธ อาจเริ่มล้มเหลวเนื่องจากความล่าช้าของแสง (ประมาณ 1 ถึงรอบเราที่ 175 ม.) สามารถทำลายสิ่งต่าง ๆ ได้ (แม้ว่าฉันคุ้นเคยกับ WiFi มาก)
ใช่ Isotropic หมายถึงความจริง "รอบทิศทางเนื่องจากยางที่รักหรือเสาอากาศปะมีโซนที่ว่างเปล่ามันจะส่งสัญญาณไปในทิศทางตรงข้ามกับเสาอากาศมากกว่าในบางทิศทางโดยทั่วไปจะได้รับ 2 ~ 3dBi ... บัญชีสำหรับความสูญเสียในทิศทางอื่น
เสาอากาศทีวีทิศทางสูงและจานดาวเทียมเริ่มต้นมักจะอยู่ในช่วง 16 ~ 24 dBi กำไรและแบนด์วิดธ์ของทิศทางสูงสุดคือการแลกเปลี่ยนจาก isotropic
สิ่งนี้มีความหมายต่อคุณคือเมื่อคุณอยู่ที่ชายขอบพวกเขาสามารถตั้งเป้าหมายที่จะรับ 5dB เพิ่มเติมซึ่งมีขนาดใหญ่มากและนั่นทำให้คุณเข้าสู่โหมดปราศจากข้อผิดพลาด แต่เช่นเดียวกับไฟหน้าแคบก็หมายความว่าถ้าอยู่ไกลและไม่ทราบทิศทางไปยังเราเตอร์หรือเสาสัญญาณโทรศัพท์คุณมีแนวโน้มที่จะหลงทางมากขึ้นจนกว่าคุณจะตรวจสอบ RSSI หรือตัวบ่งชี้ความแรงของสัญญาณบนโทรศัพท์มือถือ สำหรับ Wifi อย่างไรก็ตามมันมีจุดประสงค์สองอย่าง เมื่อทำการเชื่อมต่อแล้วจะเปลี่ยนเป็นอัตราการรับส่งข้อมูลและไม่ใช่ความแรงของสัญญาณในบางกรณีเช่น Apple OSX และหากคุณสูญเสียสัญญาณคุณต้องตั้งเป้าหมายเพื่อรักษาการเชื่อมต่อที่ดี
สำหรับจุดที่ตรงจุด "ชัดเจนปราศจากการรบกวน" ในสายของเว็บไซต์การปรับปรุง 5 dB หมายความว่าคุณสามารถเพิ่มระยะทางได้เกือบสองเท่า สิ่งนี้เกิดขึ้นบ่อยครั้งในเมืองดังนั้นระยะทางจึงไม่สำคัญเท่ากับความสามารถในการเล็งไปที่สัญญาณและห่างจากสิ่งรบกวน
หากใครต้องการคำนวณการสูญเสียพา ธ พวกเขาอาจใช้ "Friis Transmission Equation" สำหรับการสูญเสียพา ธ 
สิ่งนี้ไม่ได้หมายถึงพื้นเสียงของผู้รับโซนที่ตายหลายเส้นทางและการสูญเสียเส้นทางจากอาคารต้นไม้ฝน ฯลฯ
Range, R อยู่ในหน่วยเมตรเช่นเดียวกับแลมบ์ดาความยาวคลื่นของเครื่องส่งสัญญาณ Ft และได้รับทั้งเสาอากาศ Gr, Gt
ฉันเข้าใจว่าเสาอากาศ 2.2dBI ใด ๆ (2.4GHz) จะให้ผลลัพธ์ที่คล้ายกัน 100 ม. ผลลัพธ์
ไม่ได้ฉันไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญด้านเสาอากาศ แต่ฉันเคยได้ยินเกี่ยวกับเสาอากาศสั่ง "i" ใน dBi ย่อมาจาก "isotropic" ซึ่งหมายถึงการแผ่กระจายอย่างสม่ำเสมอในทุกทิศทาง เสาอากาศดังกล่าวไม่มีอยู่จริง แต่โมเดลเชิงทฤษฎีสามารถใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงได้ ดังนั้นเสาอากาศ 2.2 เดซิเบลจึงดีกว่าเสาอากาศไอโซโทรปิก 2.2 เดซิเบล
การบอกว่าเสาอากาศ 2.2 dBi ใด ๆจะให้ระยะทางเท่ากันละเว้นทิศทางของเสาอากาศ เสาอากาศที่มีการกำหนดทิศทางที่สูงกว่าจะบรรลุ 100 ม. ที่มีกำลังไฟน้อยกว่าเสาอากาศสั่งที่น้อยกว่า