UniFi - 天线辐射模式介绍


概览


本文将介绍如何理解天线辐射图以及这将如何影响您的无线部署。


目录


  1. 什么是辐射模式?
  2. 什么是天线增益?
  3. 平面图案:了解方位角和仰角
  4. 可视化平面图案
  5. 3D 辐射模式
  6. 如何使用辐射模式进行部署
  7. 相关文章

 


 什么是辐射模式?


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在每个无线设备中,天线执行将电力转换为无线电波的基本功能,以便可以通过无线频谱发送和接收数据。所有天线,无论是简单的偶极天线还是多个天线阵列,都将获取功率并以与天线辐射出的不同三维形状传输。可以使用称为天线辐射图的图形来概念化这些图案。

通常,这些图形通过测量一个或多个频率的增益来显示辐射模式的形状,或者通过从不同角度获取截面(称为平面模式),或者通过使用图形/图形来传达一个物体的三维形状(三维模式)。

Ubiquiti 为每个当前的 UniFi 接入点模型提供了两种类型的图表,以帮助 UniFi 管理员更好地了解和规划如何在其环境中部署 UniFi 接入点。本文不会分享每个 AP 模型的独特辐射模式(每个 UniFi AP 模型的辐射模式可以在我们的  UniFi - UAP 天线辐射模式 中找到),而是将解释如何阅读和理解所提供的天线辐射模式。

 


 什么是天线增益?


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理解天线辐射模式的关键是知道它们测量的是什么。天线增益测量天线在特定方向上发送和接收信号的效率。这是使用分贝 - 各向同性来量化的,其通常缩写为 dBi。各向同性天线是理论上在所有方向上均等地广播的天线。或者换句话说,各向同性的辐射体就像一个充气的气球,是一个完美的球体。

因此,dBi 测量相对于该理论天线的天线增益的方向性/效率。如果你看下面例子中的圆环,0 dBi 处的红色圆环代表相同功率强度的各向同性辐射器的天线方向图(在这种情况下为 5.2 GHz)。

image10.png

在这个例子中,天线在 0 度方向上的效率比各向同性辐射器高 10dB。此示例在 270 度以外的所有方向上都具有更高的效率,这意味着您不希望使用此天线部署接入点,并且所有客户端都位于 270 度点附近。

 


 平面图案:了解方位角和仰角


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平面图案有两种主要类型:方位角和仰角。方位角表示天线方向图的鸟瞰图,其显示了在水平面上的增益。

image11.png

利用 Ubiquiti 提供的方位角图,可以想象您的模式就像是直接站在天花板安装的接入点下方,并从接入点水平向外看所有方向。

image12.png

不同颜色的圆环表示当您从 AP 正下方以 10 度的增量(角度:70、80 和 90)轻微倾斜地站着时方位角视图的变化。 

这些线与 AP 相距多远,表明 AP 在该方向上传输了多少增益。比例由 dBi 的增量提供,从外围开始,分别为10,5,0,-5,-10 等。

第二种类型的平面图案是仰角平面图。仰角平面图表示天线辐射方向图的横截面,如果您要从地平面上观察天线辐射方向图,并从地平线上的特定角度观察接入点。

image6.png 

由于大多数 UniFi 接入点设计安装在天花板或墙壁上,因此信号已针对安装侧的相反方向或面向 U 符号的方向进行了优化。出于这个原因,Ubiquiti 选择将海拔 90 - 270 排除。


 

可视化平面图案


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一旦理解了如何读取天线辐射图案,以三维方式可视化图是非常有帮助的。

让我们看一下组合方位角和垂直仰角图的一般示例的 3D 渲染,以帮助我们更好地可视化前面讨论的图表向我们展示的内容:

image8.png

在本例中,我们正在查看一个安装在天花板上的 AP。基于 U 的方向,我们可以使用示例天线辐射数据来可视化每个平面之间的关系。红色平面为方位角,蓝色为 0/180 仰角,绿色为 90/270 仰角。请注意,模式/增益不是按比例进行的,在实际部署中,传播的范围要比显示的形状远得多。它所做的是给你一个指示天线辐射模式的形状,并告诉你在大部分情况下,这应该在所有方向上提供一个足够的信号电平。

了解这些平面图案相对于 AP 的定位可以帮助您大致了解天线图案的三维形状。

 


3D 辐射模式


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作为平面图案的替代方案,3D 辐射图案可以更容易地可视化辐射图案的真实世界形状。有时这些 3D 图案可以作为渲染的 3D 形状提供,但也可以提供多色图案,如下所示:

image1.png

该模式在所有方向上包含方位角平面图和仰角平面图。可以使用右侧的色标来识别整个图形中的变化颜色。

沿着周长/周长的0-360°的角度表示从 AP 的中心开始的所有方向上的方位角。为了帮助可视化,我们提供了一个带有 5 个彩色点中每个点的图像,以指示图形的方向。

image7.png

如您所见,如果您要面对 AP,3D 绘图是方向增益的直观表示。

下面的动画图像显示图表中每个增加的圆环代表什么,增量刻度为 15,30,45,60,75 和 90 度。

image2.gif

我们在 UniFi - UAP 天线辐射模式  文章中提供的大多数 3D 辐射图  仅仅描述了从 AP 面部出来的平面中的 AP 辐射空间。但是,对于一些不打算安装在墙壁或天花板上的 AP,如 UniFi Mesh 接入点,而不是高度达到 90 度,图形比例扩展到 180 度。

image9.png

示例:UAP-AC-M 辐射图                     

 


如何使用辐射模式进行部署


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在准备无线部署时,天线辐射模式可以派上用场。我们来看一个例子:

 

radiation_pattern_office.png

在这个示例图像中,我们可以使用辐射模式来帮助我们看看 UniFi AP 应该放在哪里以获得最佳增益,以便与无线设备(如电视或智能恒温器)建立最佳连接。但是,请记住,在考虑像起居室这样的较小空间时,这个天线增益将比本例中出现的差异少得多。

使用这些图时,请考虑信号的一般形状,并使用它来告知如何部署 UniFi 接入点,即将 UAP-AC-PRO 放置在特定区域的天花板而不是客户端的水平面上。

不要过分担心信号的微小变化,因为这些变化不会导致性能上的任何有意义的差异,即将桌子向右移动三英尺在给定方向上信号得到 1dB 的改善,但是并不会影响实际的使用性能。虽然图表看起来可能不同,但一般形状应该是无线部署的指导方面。

在规划具有最佳性能的网络时,天线辐射模式是一种有价值的工具。请参阅下面的相关文章,了解 UniFi AP 的辐射模式。

 


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