UniFi AP Antenne Stralingspatronen

Wat is een stralingspatroon?

In draadloze apparaten spelen antennes een belangrijke rol bij het omzetten van elektrische energie in radiogolven, zodat gegevens via draadloze signalen verzonden en ontvangen kunnen worden. Elke antenne, of het nu een simpele dipoolantenne is of een verzameling van meerdere antennes, neemt energie op en stuurt deze in een specifieke driedimensionale vorm de wereld in. Deze vorm kan worden weergegeven met behulp van grafieken die stralingspatronen worden genoemd.

Deze grafieken laten doorgaans de vorm van een stralingspatroon zien door de signaalversterking te meten bij één of meerdere frequenties. Dit kan worden gedaan door verschillende dwarsdoorsnedes te maken vanuit verschillende hoeken (vlakke patronen) of door grafieken te gebruiken die de driedimensionale vorm van het stralingspatroon laten zien (3D-patronen).

Ubiquiti heeft beide soorten grafieken verstrekt voor elk huidig model van UniFi Access Point, om UniFi-beheerders te helpen begrijpen hoe ze UniFi-access points het beste kunnen plaatsen in hun omgevingen. Dit artikel zal niet ingaan op de specifieke stralingspatronen van elk AP-model (deze patronen zijn te vinden in onze UniFi – UAP Antenna Radiation Patterns), maar zal uitleggen hoe je de verstrekte antenne stralingspatronen kunt lezen en begrijpen.

Wat is antenneversterking?

Om de stralingspatronen van antennes goed te begrijpen, is het belangrijk om te weten wat ze meten. Antenneversterking meet hoe efficiënt een antenne signalen zendt en ontvangt in een specifieke richting. Dit wordt gekwantificeerd met behulp van decibel-isotroop, vaak afgekort als dBi. Een isotrope antenne is een antenne die theoretisch in alle richtingen gelijkmatig uitzendt. Met andere woorden, een isotrope radiator is als een opgeblazen ballon die een perfecte bolvorm heeft.

Daarom meet dBi de richtingsgevoeligheid/efficiëntie van de antenneversterking ten opzichte van deze theoretische antenne. Als je naar de ring kijkt in het onderstaande voorbeeld, vertegenwoordigt de rode ring bij 0 dBi het antennepatroon van een isotrope radiator met dezelfde vermogenssterkte (in dit geval 5,2 GHz).

In dit voorbeeld heeft de antenne 10 dB meer efficiëntie in de richting van 0 graden ten opzichte van de isotrope radiator. Dit voorbeeld heeft een grotere efficiëntie in alle richtingen behalve 270 graden, wat betekent dat je geen toegangspunt met deze antenne zou willen implementeren als alle clients zich rond het punt van 270 graden bevinden.

Platte patronen: Het begrijpen van Azimuth and Elevation

Er zijn twee belangrijke soorten vlakke patronen: azimuth en elevatie. Azimuth vertegenwoordigt het vogelperspectief van het antenne patroon, dat de versterking laat zien die zich uitstrekt naar de horizon.

Met behulp van de azimuth-diagrammen die door Ubiquiti worden geleverd, kun je het patroon visualiseren alsof je recht onder een plafondgemonteerde Access Point staat en omhoog kijkt, terwijl het diagram in horizontale richting vanuit het toegangspunt alle kanten op gaat.

De verschillend gekleurde ringen geven aan hoe het azimuth-perspectief verandert wanneer je iets schuin staat ten opzichte van direct onder het toegangspunt, met intervallen van 10 graden (Theta: 70, 80 en 90 graden).

De afstand van het toegangspunt waarop deze lijnen worden getekend, geeft aan hoeveel versterking het toegangspunt in die richting uitzendt. De schaal wordt aangegeven door dBi-incrementen, beginnend bij de buitenste omtrek met 10, 5, 0, -5, -10, enzovoort.

Het tweede type patroon is het elevatievlakdiagram. Het elevatievlakdiagram geeft een dwarsdoorsnede weer van het stralingspatroon van de antenne als je het zou bekijken vanaf ooghoogte met het toegangspunt vanuit een bepaalde hoek aan de horizon.

Aangezien de meeste Access Points van UniFi zijn ontworpen om aan het plafond of aan de muur te worden gemonteerd, is het signaal geoptimaliseerd voor de richting tegenovergesteld aan de montageside of in de richting van het U-symbool. Om die reden heeft Ubiquiti ervoor gekozen om de elevatie van 90 tot 270 graden uit te sluiten.

Patronen visualiseren

Wanneer je eenmaal begrijpt hoe je antenne-stralingspatronen moet lezen, is het erg handig om het diagram op een driedimensionale manier te visualiseren.

Laten we eens kijken naar een 3D-weergave van een generiek voorbeeld van gecombineerde azimuth- en loodrechte elevatiediagrammen om ons te helpen beter te visualiseren wat de eerder besproken diagrammen laten zien.

In dit voorbeeld kijken we omhoog naar een toegangspunt dat aan het plafond is gemonteerd. Door naar de oriëntatie van de U te kijken, kunnen we met behulp van voorbeeldgegevens van antenne-straling de verschillende vlakken in relatie tot elkaar visualiseren. Het rode vlak vertegenwoordigt het zijwaartse patroon (azimuth), het blauwe vlak toont de omhoog/omlaag richting van 0/180 graden, en het groene vlak laat de omhoog/omlaag richting van 90/270 graden zien. Het is belangrijk om te weten dat de weergegeven patronen en versterkingen niet op schaal zijn en in werkelijkheid veel verder reiken dan wat hier wordt getoond. Desondanks geven ze een indicatie van de vorm van het antenne-stralingspatroon en suggereren ze dat dit toegangspunt in alle richtingen een redelijk signaalniveau zou moeten bieden.

Het begrijpen van de positie van deze vlakpatronen ten opzichte van het toegangspunt kan je helpen om een grove voorstelling te krijgen van hoe het driedimensionale patroon van een antenne eruit zou kunnen zien.

3D Stralingspatronen

Als alternatief voor vlakpatronen kunnen 3D-stralingspatronen het veel gemakkelijker maken om de vorm van de stralingspatronen in de echte wereld te visualiseren. Soms worden deze 3D-patronen weergegeven als een gerenderde driedimensionale vorm, maar ze kunnen ook worden weergegeven als een meerkleurig patroon, zoals het onderstaande voorbeeld.

Deze afbeelding toont zowel diagrammen van het azimutvlak als het elevatievlak in alle richtingen. De verschillende kleuren in de grafiek kunnen worden geïdentificeerd met behulp van de kleurenschaal aan de rechterkant.

De hoeken van 0 tot 360 langs de omtrek vertegenwoordigen het azimut in alle richtingen vanaf het midden van de AP (toegangspunt). Om het beeld duidelijker te maken, hebben we een afbeelding toegevoegd met vijf gekleurde stippen die de oriëntatie van de grafiek aangeven.

Bron

Bron voor dit blog is: https://help.ui.com/hc/en-us/articles/115012664088