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1、無線區域網路天線概論,組員：李泓儀、賴世陽,學號：N49413008、N49413012,報告組別：第16組,指導老師：江啟忠老師,班級：電通四甲,第四章,簡介,無線通訊之所以能影響人類生活甚鉅 主要還是對於無線電波傳導應用的發掘與掌握 其中又以天線理論的應用最為顯著 無線通訊用的天線裝置應用非常廣泛 如、家用的收音機、行動電話甚至 電視台的發射站、軍用衛星等裝置,4-1 無線電波常識,電腦將數位資料通過匯流排傳給無線區域網路卡 經過基頻電路(Base-Band)調變至載波(Carrier)上成為類比訊號 再藉高頻電路推進至該通訊頻道，經過天線(Antenna)的發射傳遞至空中,從反方向來看，
2、天線也扮演接收者的角色 接收空中的高頻信號並且轉換處理為基頻訊號 再傳回電腦本身的通訊介面,天線在傳遞與接收無線電波訊號的關鍵性,天線處理的是無線電波信號，雖然看不到、摸不著，但可以以空氣中傳導的聲波來想像無線電波的物理行為 當無線電波碰到障礙物時，在那個點上必然產生反射 (Reflection)，反射電波會造成所謂多重路徑的負面效果,綠色線是碰到障礙物後的反彈路線,4-2 無線區域網路通訊限制與功率計算,首先得要先認識兩個名詞： 增益 就是增加傳輸電波的震幅，也就是予以放大的意思 衰減 就好像聲音在空氣間傳遞，音量會越來越弱，原因是碰到了阻抗，使波的震幅就變得越來越小,增益對天線發射電波產生
3、凝聚作用的空間描述,雖然從上一張圖片，我們可以看出高增益的密度 比低增益的密度來的高，但這不代表就一定能增 加發射能量，嚴格的說，只是把能量凝聚濃縮起 來往某方向發送，整體來說發射端所放送的能量 並沒有增加，只是因為聚焦(Focus)的關， 對接收端而言好像發射功率變強了,無線區域網路設備 無線區域網路設備的無線電波發射端，在天線與無線區域網路卡之間，存在著些許的連接器(Connector)與纜線(Cable) 天線之前的裝置在 FCC 法規中統稱為 Intentional Radiator 系統 輸出功率(EIRP；Equivalent Isotropically Radiated Powe
4、r)，又稱為等向發射功率,簡稱IR,等向發射功率,綠色框框內的架構，整稱為Intentional Radiator系統,美國聯邦通訊委員會 (Federal Communications Commission；FCC),FCC規範下 點對多點的無線區域網路橋接器的最大功率限制,FCC在點對多點無線區域網路橋接器 有個聽起來很奇怪的實行法則： 當使用超過6dbi天線時，每增加3dbi天線增益，則IR必須在30dbm以下，等同降低3db 意思就是要將EIRP控制在36dbm,FCC規範下 點對點的無線區域網路橋接器的最大功率限制 由此可看出 EIRP和最大天線增益 跟 IR輸出功率 成反比,FCC
5、在點對點的網路橋接器的規範不同 對他也有個實行法則： 當使用超過6dbi天線時，每增加3dbi天線增益，則IR必須在30dbm以下，等同降低1db 可看出規範是比較輕鬆的，適用於常距離的無線 傳輸，但天線前的IR都必須控制在30dbm之內,4-3 微波天線理論與規格,此部份有個很重要的名詞，叫做訊噪比；SNR(Signal To-Noise Ratio) 一般都是希望SNR越大越好，也就是說訊號本身要比噪音強，這樣才能減少被干擾的機會 天線的規格主要分為以下兩大類： 等向性天線(Omni-directional antenna) 指向性天線(Directional antenna),等向性天線
6、 顧名思義就是在水平方向360度全方位等量發 射的天線，一般我們見到的偶極天線就是屬於 這個範疇 無特定電波發送方向，較具彈性適用於家庭 無線網路簡易安裝 此外點對多點橋接的應用也以此居多,指向性天線 是對某個特定方向而發射主要的訊號，一般而言都是增益較大的天線 越大的增益會對指向性天線帶來越狹窄的發射，也就是將發散的能量聚集，以求達到較遠的通訊距離 多用於點對點遠距傳輸,增益越大的天線組合具有越長的理論通訊距離,縱軸是信號的強度,橫軸則是與兩台通訊端的距離,可以看到信號與隨著曲線1和曲線1因距離而遞減,圖 無線區域網路信號與通訊距離的影響圖,環境中的噪訊層級是N1，為了保持最小的SNR (圖
7、中的S) 兩台通訊端的距離可達L13的長度 若環境中有像微波爐這樣升高噪訊干擾的因素，使噪訊層級升高至N2，為了保持SNR使距離縮短成L12的長度,圖,選購無線區域網路天線所需注意的名詞： 阻抗：大多無線區域網路設備的發射端阻抗約為50歐姆，若我們買到是75歐姆的天線，會出現阻抗不匹配的情況，這不良的搭配會導致發射功率的損失 VSWR值：也就是電壓駐波率，就是構成了阻抗不匹配，造成能量被彈回發射端，形成了能量的反饋損失(Return Loss),LMR系列 (可說是市場上纜線的代表) LDF系列 (較能降低信號衰減但卻相當昂貴),常見的RF纜線可分兩大種類：,4-4 天線配件選購與使用,RF無
8、線電波系統裡的關鍵環節 RF連接器。 大分為N-Type、SMA、BNC等 N-Type跟較粗的RF纜線一起使用是最常用到的連接器 SMA主用於坊間販售的家用無線閘道器與室內存取點，纜線也是尺寸較細的RF纜線 (另有SMB與SMC等較不常見的分支) BNC連接器廣泛地見於10Base2網路同軸電纜的連結 (但不適用於2.4G Hz的無線區域，但相似的TNC接頭可以支援到12G Hz),常見 N-Type 與 SMA形式的RF接頭,低衰減RF延伸纜線與天線及AP的連接,當要連接較粗較長的纜線至天線時，通常需要轉接線以轉換不同的連接介面，因為造型關係業界普稱為Pigtail(豬尾巴),連接器使用時要注意極性還有阻抗匹配的問題，接頭的部分一樣分公、母的極性，連接時要小心勿將金屬端折斷或撐壞 若安裝天線於戶外使用時，要在室外路徑上安裝避電器，安裝避電器時也要使其接地,使用時注意事項：,無線電波的電場和磁場是彼此垂直的 使用所謂的垂直偏振 (Vertical Polarization) 質點在入射平面內且與傳播方向垂直振動叫垂直偏振,天線要儘量與地面垂直,無線網路天線安裝實務,4-4 天線配件選購與使用,END!,知识回顾Knowledge Review,
