Wirelessinfo.be

Wifi antennes

Wat doet een antenne

Een antenne zet elektrische signalen om in radiogolven en omgekeerd, zet radiogolven om in elektrische signalen. De afmetingen van de antennes worden berekend naargelang de te gebruiken frequentie, dit noemt de resonantiefrequentie wat wil zeggen dat de antenne het beste zal presteren op deze frequentie. Een niet aangepaste antenne voor een bepaalde frequentie zal maken dat het door de zender uitgezonden signaal inwendig zal terugkaatsen naar de zender toe, daardoor kan de eind transistor doorbranden. Dit noemt men de staande golf verhouding of swr (afgeleid van het engels "standing wave ratio). Je moet dus een aan de frequentie aangepaste antenne aanschaffen of het werkt niet. De frequentie's dat we bij wifi gebruiken is 2.4 Ghz. of 2400 Mhz. en de 5GHz. of 5000 MHz. We bespreken de belangrijkste onderwerpen waar je zeker rekening dient mee te houden.

Een verduidelijking van de werking van een antenne waaronder ook de Wifi antenne

Om een Wifi link op te zetten heb je minstens twee antennes nodig. Een access point zal door middel van zijn antennes radiosignalen gaan uitzenden, of dit nu op de 2.4 GHz. of 5 GHz. of beiden doet er niet toe. De client antenne zal op zijn beurt die signalen ontvangen. Aan de AP zijde zullen radiogolven worden uitgezonden door elektrische stroom door de antennes te jagen. De elektrische stroom zal gaan vibreren waardoor elektromagnetische radiogolven zullen ontstaan. Deze radiogolven zullen in een rechte lijn door de lucht worden verzonden en dit met de snelheid van het licht (300.000 kilometer per seconde). Bij de client die de ontvanger is gebeurt het omgekeerde. De vibrerende elektromagnetische radiogolven worden opgevangen op de antennes van de client en worden omgezet in elektrische stroom. Deze stroom wordt omgevormd tot een binair signaal die de client kan gaan uitlezen. Een binair signaal is zeer belangrijk in het computer gebeuren en zijn combinaties van enen en nullen.

Opgelet! Hang niet zomaar een antenne met meer winst aan een accesspoint, omdat er een wettelijke beperking moet nageleefd worden omtrent het effectief uitgestraald vermogen. Je moet de output power van uw accesspoint kunnen verminderen naargelang de antenne winst, ik heb hier een omreken tabel gemaakt van dB naar watt en een tabel met de maximum toegelaten wattage (zie tabel 2.4 GHz frequentie band en de tabel 5 GHz frequentie band).
Antenne polarisatie

Elke antenne straalt een elektromagnetisch veld uit. Een antenne straalt dus altijd twee componenten uit, deze velden (elektrisch en magnetisch) staan loodrecht op elkaar en beiden loodrecht op de voortplantingsrichting. De "polarisatierichting van de antenne" wordt steeds gekozen volgens de elektrische component, om de polarisatie te veranderen moet je gewoon de antenne 90 graden draaien. Zie wikipedia voor meer duidelijkheid. Een voorbeeld: het elektrisch veld volgt de richting van de staaf bij een omnidirectionele antenne. Deze staaf staat rechtop, en dus staat ook het elektrisch veld rechtop; deze antenne is dan 'verticaal' gepolariseerd. De magnetische component staat daar dan loodrecht op. In het geval van de rechtopstaande antenne omni ligt het magnetisch veld dus horizontaal. Veel soorten antennes kunnen zowel verticaal als horizontaal geplaatst worden, er bestaan ook circulaire antennes maar deze worden bij wifi minder toegepast. Bij de meeste antennes stemt de polarisatie overeen met het vlak waarin de antenne zich bevindt, op de antenne staat meestal de polarisatie aangeduid. Dat kan door middel van strepen zijn of een klever achteraan de antenne, let op dat bij bijvoorbeeld een point to point wifi link, beide antennes dezelfde polarisatie hebben. Opgelet! indien de polarisatie van de antennes ten opzichte van elkaar verkeerd staan geeft dat een verlies van maar liefst 20dB.

Verticale polarisatie
vertikale polarisatie

De radio golven verplaatsen zich verticaal door de lucht.

vertikale polarisatie

Hier wat voorbeelden van antennes die verticaal zijn gepolariseerd, van links naar rechts.

  • De 5GHz stella doradus gaas antenne
  • Ubiquiti nanobridge M5
  • De pacific wireless 5GHz paneel antenne
Horizontale polarisatie
horizontale polarisatie

De radio golven verplaatsen zich horizontaal door de lucht.

horizontale polarisatie

    Hier wat voorbeelden van antennes die horizontaal zijn gepolariseerd, eveneens

  • De 5GHz stella doradus gaas antenne
  • Ubiquiti nanobridge M5
  • De pacific wireless 5GHz paneel antenne
Soorten wifi antennes en hun eigenschappen
De richt antennes voor point to point wifi linken
De yagi antenne
yagi antenne

De yagi wifi antenne, ziet er leuk uit, maar betreft performance presteert die veel minder dan de paneel en parabool antennes. De yagi antenne behoort tot de type richt antennes, maar de uitstraling is minder goed, en produceert veel meer parasitaire uitstraling opzij maar ook naar achter toe. Ze zijn zeer goedkoop te maken, maar dat is toch in het nadeel van de performance in vergelijking met panelen en parabolen. Sneeuw, ijs of regen, beinvloed de eigeschappen van de yagi antenne vlug, waardoor de performance flink gaat afnemen. De yagi's zijn toch geen aanrader als je een paneel of parabool antenne kunt plaatsen.

De paneel antenne
paneel antenne

De paneel antennes zijn betreft performance zeer goed, de stralingshoek is beperkt van 30 tot 10 graden (afhankelijk van het type en model) waardoor de radiogolven in een bepaalde richting worden gebundeld. Dit resulteert dat een stabiele verre wifi link van ongeveer 10 km mogelijk word. Hoe kleiner de openingshoek van de antenne, hoe verdere linken je kunt verwezenlijken en hoe preciezer je moet gaan uitrichten, neem daar zeker de tijd voor.

paneel antenne

Zo ziet er een paneel antenne uit van binnen.

De parabolische gaas antenne
stella doradus gaas antenne

De parabolische gaas wifi antenne van stella doradus is nog beter dan de paneel antennes, betreft performance en ontvangst bereik, de stralingshoek is nog beperkter dan de paneel antennes waardoor de radiogolven nog meer worden gebundeld in een bepaalde richting. Deze gaas antenne kan zeer goed gecamoufleerd worden zodat ze bijna onzichtbaar kan geplaatst worden.

De parabolische grid antenne
Grid antenne

De parabolische grid wifi antenne is nog beter dan de paneel antennes, betreft performance en ontvangst bereik, de stralingshoek is beperkt tot 8 graden waardoor de radiogolven nog meer worden gebundeld in een bepaalde richting, afstanden tot 40 Km zijn haalbaar. Het principe is hetzelfde dan een sateliet antenne, er wordt ook gebruik gemaakt van een brandpunt, de grid antenne is toch wat aan het wegebben door andere en betere technieken.

De nieuwere generatie parabool antennes.
ubiquiti nanobridge

Een voorbeeld hiervan is de nanobridge van ubiquiti, een parabool antenne met een geintegreerd accesspoint/client. Het witte middelpunt noemt men de "feed" daar zit een accesspoint/client ingebouwd. De data doorvoer snelheid bij dit toestel is verdubbeld door de mimo techniek (multiple in multiple out) waardoor de performance flink wordt verbeterd tot + 100 Mbit/sec. De mimo techniek maakt gebruik van meerdere zend/ontvang antennes, zoals in dit geval 2, waardoor een snellere data doorvoer mogelijk wordt en dit met dezelfde bandbreedte dan de oudere wifi systemen.

Ubiquiti nanostation 5M
ubiquiti nanostation 5M

De nanostation 5M is een toestel uitgerust met twee paneel antennes, antenne 1 verticaal, antenne 2 horizontaal gepolariseerd. Dit toestel heeft een accesspoint/client ingebouwd en werkt eveneens met mimo techniek waardoor een data doorvoer snelheid van + 100 Mbit bereikt wordt. Vandaar de twee antennes in een toestel, de nanostation 5M is geschikt voor point to point, point to multipoint, en voor lokaal gebruik als sector antenne. Dit nanostation wordt zowel in de 2.4 GHz en de 5 GHz geleverd.

De sector antenne
sector antenne

Een sector antenne behoort ook tot de richt antennes maar heeft een brede stralingshoek, deze kan verschillen van 60 graden tot 180 graden, naargelang het model en type. De sector antenne wordt gebruikt om lokaal te gebruiken, als voorbeeld een camping hotspot.

De omnidirectionele wifi antenne
omnidirectionele antenne

De omnidirectionele of rondstraler is een antenne die het signaal rondom uitstraald, deze zijn in verschillende afmetingen beschikbaar. Een omnidirectionele wifi antenne wordt gebruikt voor lokale wifi dekking te verkrijgen, bijvoorbeeld campings, events, jachthavens enz. Accesspoint voor thuis zijn meestal uitgerust met een omnidrectionele antenne, of er zijn antennes ingebouwd. De rondstraler is altijd vertikaal gepolariseerd.

Waarom een antenne plaatsen met meer winst als je wettelijk niet meer mag uitzenden dan 100 mWatt op 2,4 GHz en 1 Watt op 5GHz frequentie?

Als voorbeeld, een zeilschip met kleine zeilen zal minder snelheid behalen met dezelfde windsnelheid dan een zeilschip met grote zeilen. Waarom? omdat de grote zeilen meer wind gaan opvangen, en zo wordt er meer rendement behaald met dezelfde windsnelheid. Bij antennes is dat evenzo, de windsnelheid is het wettelijk uitgestraald vermogen 100 mWatt op 2,4 GHz. Het grotere zeil is de antenne met een groter oppervlak en met meer antenne winst, deze gaat de radiogolven meer opvangen, dus de ontvangst gevoeligheid ligt veel hoger en dit is de winst die we willen bereiken. Indien je een antenne gebruikt met meer antenne winst moet je wel de output power van het accesspoint terug schroeven tot de wettelijke normen. Om het u gemakkelijk te maken heb ik een omreken tabel gemaakt van dBm naar Watt, en een tabel met de wettelijk normen, zowel op de 2,4 GHz als op de 5 GHz frequentie.

Opgelet! Dit is een waarschuwing ondanks deze nog steeds niet echt wetenschappelijk is bewezen. Als ik een accesspoint configureer en die ligt bij mij op mijn bureau, zal ik indien mogelijk eerst de zender ontvanger van het accesspoint uitschakelen. Dit om de straling op mijn lichaam te beperken en te minimaliseren. Sommige mensen zijn daar gevoelig aan, krijgen hoofdpijn, tintelingen en andere gewaarwordingen. Ik ken een wijze spreuk. Het is beter te voorkomen dan te genezen spring voorzichtig om met hoge radio golven zoals deze van Wifi. Hou ook in gedachten dat een GSM veel meer vermogen uitzend dan Wifi en dat deze vlak bij uw oren uitzend. Houd de gesprekken over GSM zo kort mogelijk. Een op correcte manier gebruikt Wifi accessoint zal niet schadelijk zijn, maar respecteer de wettelijke normen.
Top