Полунаправленные антенны

Существует несколько типов антенн, обеспечивающих полунаправленное излучение. Например, микрополосковая направленная антенна (patchantenna) может обеспечивать по крайней мере удвоенный радиус действия по сравнению со всенаправленной антенной. Она с легкостью монтируется на стене здания, обеспечивая эффективную связь в обширной области. Популярная антенна типа "волновой канал Яги", предложенная японским изобретателем Хидетсугу Яги (HidetsuguYagi), относится к полунаправленным и более других подходит для применения на больших расстояниях.

Полунаправленные антенны эффективно увеличивают амплитуду сигнала (это увеличение характеризуется коэффициентом усиления антенны) — примерно в 10 раз. Чаще всего их применяют в беспроводных локальных сетях, обеспечивающих соединения на протяженных пространствах. Например, в университетах антенна Яги может использоваться для обеспечения связи в обширных зонах вне помещений

кампуса. Беспроводные региональные сети обычно нуждаются в обеспечении связи на гораздо больших расстояниях и требуют применения антенн с высоким коэффициентом усиления.

Остронаправленные антенны

Остронаправленные антенны имеют очень узкую диаграмму направленности, что обеспечивает большой радиус действия. Чтобы получить высокую степень направленности, нужна параболическая антенна, фокусирующая энергию радиоволн в одном направлении. Антенны таких типов стоят дороже, чем всенаправленные или полунаправленные, однако затраты оправдываются, когда необходимо решение, обеспечивающее связь на больших расстояниях. Многие остронаправленные антенны используют параболическое зеркало для фокусирования энергии радиоволн в одном направлении. Такое зеркало имеет узкую диаграмму направленности в вертикальной и горизонтальной плоскостях — от 4-х до 25 градусов. Благодаря этому хорошо фокусируются радиоволны и существенно повышается радиус действия.

Однако параболическая антенна может быть повреждена вследствие неблагоприятных погодных условий, например, сильных ветровых нагрузок, особенно если при ее монтаже были допущены ошибки. Поэтому безопаснее применять остронаправленные сетчатые антенны, имеющие в параболическом зеркале отверстия.

Кроме того, и полунаправленные, и остронаправленные антенны можно применять только в случае, если между передающей и приемной антеннами нет препятствий. В некоторых случаях радиочастотные сигналы все же могут проходить через деревья и здания, но при использовании ЯК-излучения никаких преград быть не должно. Радиочастотные и ИК-сигналы испытывают также периодические затухания, вызванные перемещающимися объектами, например, проходящими поездами или автомобилями. Планирование развертывания беспроводных региональных сетей особенно затруднено в условиях города, поскольку многочисленные здания препятствуют распространению сигналов между конечными точками систем.

Эффект поляризации

Поляризация антенны во многом зависит от ориентации ее относительно горизонтальной и вертикальной плоскостей. Так, вертикальной поляризации сигнала, которая чаще применяется в беспроводных локальных сетях, можно добиться за счет размещения антенны перпендикулярно поверхности земли. Горизонтальную поляризацию получают при размещении антенны параллельно поверхности земли. Чтобы энергия, передаваемая от одной антенны к другой, была максимальной, обе они при прочих равных условиях должны использовать одну поляризацию. Если одна из них использует вертикальную поляризацию, а другая — горизонтальную, то ни передачи энергии, ни связи не будет.

Системы беспроводных региональных сетей

Беспроводные региональные сети обеспечивают соединения между строениями и пользователями в пределах города или кампуса. Существует несколько способов конфигурации таких систем, в большинстве случаев пучки радиоволн или ИК-излучения передаются от одной точки к другой посредством направленных антенн.

Системы типа "точка-точка"

Решения типа "точка-точка" основаны на использовании радиочастотных или

ИК-сигналов и полунаправленных либо остронаправленных антенн для увеличения радиуса действия до размеров кампуса колледжа или города. При использовании радиосистем с остронаправленными антеннами радиус их действия может достигать 50 км (30 миль). На рис. 6.5 представлена система беспроводной региональной сети типа "точка-точка".

Рис. 6.5. Беспроводная региональная сеть типа "точка-точка" напрямую соединяет две точки системы

В медицинском центре сеть типа "точка-точка" может быть использована для создания канала связи между головным госпиталем и отдаленной клиникой, находящейся в том же городе. Эта система не отличается такой же гибкостью, как решения типа "точка-несколько точек". Но если нужно обеспечить связь только между двумя площадками, она вполне приемлема, поскольку стоимость системы "точка-точка " (point-to-pointsystem) ниже, чем систем типа "точка-несколько точек".