Приветствую всех! Я не буду заморачивать вас сложными терминами и формулами, так как те, кто их знает, скорее всего не заинтересованы в этой статье. Моя цель — простыми словами объяснить, что такое коэффициент усиления антенны. В следующей главе я расскажу, как можно усилить сигнал Wi-Fi или мобильного интернета (3G, 4G), а также как распространить сигнал на большое расстояние. Если у вас будут вопросы после прочтения статьи, пишите в комментариях.
Разбор
Откроем эту тему с самого начала. Важность всех этих антенн заключается в возможности излучения радиоволн. Что представляют из себя радиоволны? Это форма электромагнитного излучения, которая применяется в различных сферах — от мобильной связи 3G, 4G, 5G, LTE, Wi-Fi, до спутникового интернета, радио и т.д.
Световые волны имеют аналогичную сущность, за исключением их более высокой частоты. Представим себе обычную лампочку. Разместим её в большой комнате и включим. Начнет светиться во всех направлениях. Однако, из-за размеров комнаты, большая часть углов останется либо слабо освещенной, либо полностью погруженной во мрак.
Сейчас мы установим специальный отражатель с зеркальной поверхностью на одну сторону лампочки. Теперь лампа будет светить только в одном направлении – пучок света становится более ярким и способен освещать даже самые темные уголки. Если отражатель сделать более большим, то пучок станет также более широким, и расстояние, на которое свет сможет пройти без потерь, увеличится. Однако со всех других сторон, где отражатель блокирует свет, будет темнота. Все фонари работают по этому принципу.
Теперь мы приблизились к простому определению. Коэффициент усиления (КУ) антенны – это способность антенны фокусировать сигнал в определенном направлении и одновременно передавать и принимать сигналы.
Вычисляется как отношение необходимой мощности для создания напряжения в антенне в определенном направлении к мощности, необходимой (в теории) для направления той же интенсивности поля к эталонной антенне в той же точке.
Все еще не ясно? Давайте посмотрим. Эталонная антенна похожа на нашу обычную лампочку, излучающую радиоволны во все стороны. А реальная антенна — это именно та лампочка с отражателем, которая сфокусирована на определенном пучке сигнала.
Обратите внимание на изображение вверху. Коэффициент усиления (КУ) — это именно размер пучка. Чем выше КУ, тем узкий угол распространения, но большая дальность или точнее дальность распространения. КУ антенны измеряется в децибелах (дБ, дБи, дБд). В характеристиках маршрутизатора, а также у 3G/4G или Wi-Fi антенн обычно используется показатель dBi (или дБи).
Рассмотрите изображение ниже. Как видно из рисунка, чем больше значение dBi, тем дальше распространяется радиоволна. Но, следует также учитывать, что сам размер пучка становится меньше.
Именно поэтому в домашних условиях у роутера устанавливают всенаправленные антенны с коэффициентом усиления от 3 до 5 дБи, чтобы избежать необходимости перемещаться с телефоном для поиска сигнала. Однако, если требуется передать интернет с вай-фай на несколько километров через мост, то используют устройства с большим коэффициентом усиления — от 15 дБи и выше.
Как улучшить сигнал и усилить антенну?
Если у вас есть определенная цель, то вы можете сделать это. Если речь идет о домашнем Wi-Fi, то можно установить отдельную всенаправленную антенну. Это особенно полезно, если у вашего маршрутизатора внутренние антенны. Второй вариант — если вы хотите создать Wi-Fi мост.
Что такое Wi-Fi мост? Допустим, вы живете в частном доме, а ваш брат живет в многоэтажном здании в паре километров от вас. Ни один провайдер не может предоставить вам интернетное подключение. 3G/4G сигнал не доходит, и в этом случае на помощь может прийти Wi-Fi мост. Ваш брат приобретает (или делает сам) Wi-Fi антенну, которая подключается к его роутеру. Вы приобретаете или делаете аналогичное устройство.
Для обеих Wi-Fi пушек необходимо точное направление из-за их большого коэффициента усиления (КУ). Напомним, что чем больше КУ, тем дальше распространяется радиоволна, но при этом уменьшается размер луча. Таким образом, можно передавать Wi-Fi сигнал с интернетом по мосту на несколько километров.
Если вы хотите усилить мобильный сигнал, то процесс происходит примерно так же. Приобретаем или собираем узконаправленную антенну с высоким КУ и направляем её на вышку. Антенну можно присоединить к ретранслятору дома. Существуют как готовые варианты, так и самодельные. О них я уже подробно рассказывал здесь.
Формула
Видео
Если остались какие-то вопросы, то рекомендую вам посмотреть нижеприведенное полезное видео или написать мне в комментариях.
