1 / 54

Chapter 10 WLAN Antennas

Chapter 10 WLAN Antennas. Dr Lami Kaya. Bölüm 10 WLAN Antenleri. WLAN Antenna Basics. Electrical current is created by movement of electrons ( alternating and continous ) back and forth in a wire A wire is designed to control or suppress electric current

lelia
Download Presentation

Chapter 10 WLAN Antennas

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Chapter 10WLAN Antennas Dr Lami Kaya

  2. Bölüm 10WLAN Antenleri

  3. WLAN AntennaBasics • Electricalcurrent is createdbymovement of electrons (alternatingandcontinous) backandforth in a wire • A wire is designedtocontrolorsuppresselectriccurrent • Antennas are designed to radiate theelectromagneticfieldcreatedbyelectriccurrent • An antenna is designedtofreelyradiate EM waves

  4. WLAN Anten Temelleri • Elektronların bir tel/kablo içinde hareketi ile elektrik akımı • Tel/kablo elektrik akımını kontrol etme veya kablo içinde tutmak üzere tasarımlanmıştır • Antenler (gönderici/iletici olanlar) elektrik akımıyla oluşan elektromanyetik (EM) alanı yaymak üzere taşarımlanmıştır • Bir anten EM dalgalarını serbestçe yaymak üzere tasarımlanmıştır

  5. An AntennaRadiateHow Far? • Radiationdistancedepends on • Power of theantenna • Frequencyandandwavelength of EM • Type of antennaanditscharacteristics

  6. Bir Anten Ne Kadar Mesafeye Yayar? • Yayılım mesafesi aşağıdakilere bağlıdır • Anten gücü • EM’nin frekansı ve dalgaboyu • Anten tipi ve karakteristikleri

  7. BasicAntennaCharacteristics • Frequency • Gain • Power • Radiationpattern • Polarization

  8. Temel Anten Karakteristikleri • Frekans • Kazanç • Güç • Yayılım patterni (desen/örüntü) • Polarizasyon (kutuplaşma)

  9. AntennaPolarization • The polarization of an antenna is the orientation of the electric field (E-plane) of the radio wave with respect to the Earth's surface

  10. Anten Polarizasyonu • Bir antenin polarizasyonu, radyo dalgasının elektrik alanının (E-plane) dünya yüzeyine göre oryantasyonu olarak verilebilir

  11. AntennaPolarization

  12. Anten PolarizasyonuYatay (horizontal) ve dikey (vertical)

  13. dB, dBi, dBdconcepts • dB (Decibel) Ratio of one value to another • dBx where x = m = compared to 1 milliwatt (0 dBm=1 mW) i = compare to isotropic antenna d = compared to dipole antenna w = compared to 1 watt (0 dBw = 1 watt)

  14. dB, dBi, dBd Konseptleri • dB (Decibel) Bir değerin başka bir değere (referans olarak seçilen) oranı • dBxnotasyonunda x = m =1 milliwattile karşılaştırıldığında (0 dBm=1 mW) i= isotropic anten ile karşılaştırıldığında d = dipoleanten ile karşılaştırıldığında w = 1 wattile karşılaştırıldığında (0 dBw = 1 watt)

  15. AntennaGainCalculations • Equivalent (Effective) IsotropicallyRadiatedPower (EIRP) • Amount of power that a theoretical isotropic antennawould emit to produce the peak power density observed in the direction of maximum antenna gain. • EIRP take into account the losses intransmission line and connectors and includes the gain of the antenna • EffectiveRadiationPower (ERP)

  16. Anten Kazanç Hesaplamaları • Equivalent (Effective) IsotropicallyRadiatedPower (EIRP) • Maximum (peak) güç yoğunluğu elde etmek için, teorik bir izotropik(isotropic) antenin yayacağı güçtür. Bu güç maximum anten kazancı yönünde gözlenen güç miktarıdır • EIRP iletim hattı ve bağlantı için kullanılan öğeler (connectors) hesaba katar ve anten kazancını da dahil ederr • Efektif Yayılım Gücü (Effective RadiationPower= ERP)

  17. AntennaGain • If the gain of an antenna goes up, the coverage area or angle goes down • Coverage areas or radiation patterns are measured in degrees • Angles are referred to as beamwidth • Horizontal measurement • Vertical measurement

  18. Anten Kazancı • Anten kazancı yükselirse, kapsam alanı veya açısı küçülür • Kapsam alanı veya yayılım pattern (örgüsü) derece ile ölçülür • Açılaraışıngenişliği (beamwidth) de denir • Yatay (Horizontal) ölçüm • Dikey (Vertical)ölçüm

  19. Beamwidth

  20. Işın Genişliği (Beamwidth)

  21. Beamwidth vs Gain

  22. Işıngenişliği ve KazançYüksek-kazançlı antenler dar ışıngenişliğine sahiptir ve parazit (interference) alma ihtimali daha düşüktürDüşük-kazançlı antenler geniş ışıngenişliğine sahiptir ve parazit (interference) alma ihtimali yüksektir

  23. IsotropicAntennas • It can radiate/transmit EM wavesequally (in patternandstrength) in alldirections at once • A theoretical isotropic antenna has a perfect 360º vertical and horizontal beamwidth • This is a reference for ALL antennas

  24. İsotropik (Isotropic) Antenler • Aynı anda bütün yönlere EM dalgaları eşitçe (hem pattern/örgüsel hem de şiddet olarak) yayabilir/iletebilir • Teorik bir isotropik anten 360º (dikey ve yatay) mükemmel ışıngenişliğine sahiptir • İsotropik anten bütün diğer antenler için bir referanstır

  25. EIRP Calculation • Getthe total outputpower of NIC • (frommanufacturer’sdocumentation) • Generallystated in dBm • Determinetheamount of lossbetweenthetransmitterandtheantenna (cableloss) in dB • Gettheantennagain • (frommanufacturer’sdocumentation) • Typicallystated in dBi EIRP = NIC Power + AntennaPower – CableLoss

  26. EIRP Hesaplama • Ağ arayüz kartı (NIC) toplam çıkış gücünü bul • (üretici firma dokümantasyonundan) • Geneld, dBm olarak belirtilir • Gönderici ile anten arasındaki kayıpları (kablo kayıpları) hesapla (dB olarak) • Anten kazancını bul • (üretici firma dokümantasyonundan) • Genelde, dBi olarak belirtilir EIRP = NIC Güçü + Anten Gücü – Kablo Kayıpları

  27. EIRP Calculation (Example) EIRP = NIC Power + AntennaPower – CableLoss Assumethefollowing: • NIC Power: 15 dBm • AntennaPower: 14 dBi • Cablelosses: 4.5 dB EIRP = 15 + 14 – 4.5 = 24.5 dBm

  28. EIRP Hesaplama (Örnek) EIRP = NIC Gücü + Anten Gücü – Kablo Kayıpları Aşağıdakilerin verildiğini farzedin • NIC Gücü: 15 dBm • Anten Gücü: 14 dBi • Kablo Kayıpları: 4.5 dB EIRP = 15 + 14 – 4.5 = 24.5 dBm

  29. EffectiveRadiatedPower (ERP) • Standardized theoretical measurement of RF energy • Determined by subtracting system losses and adding system gains • ERP takes into consideration • transmitter power output (TPO), • transmission line attenuation (electrical resistance and RF radiation), • RF connector insertion losses, • Antenna directivity,

  30. EffectiveRadiatedPower (ERP) • RF enerjinin standardize teorik ölçüsü • Sistem kayıplarının çıkarılması ve sistem kazançlarının eklenmesi ile elde edilir • ERP aşağıdakileri dikkate alır • Gönderici güç çıkışı • İletim hatı zayıflamaları/kayıpları (elektriksel dirençve RF radyason), • RF bağlantı (connector) kayıpları, • Anten yönselliği (directivity)

  31. AntennaTypes • Directional(limited range of coverage) • Highlydirectional • Semi-directional • Omni(360º coverage) Directional

  32. Anten Tipleri • Yönsel (sınırlı kapsam alanı) • Yüksek Yönsel (Highlydirectional) • Yarı-yönsel (Semi-directional)5t • Omni(360º kapsam) Yönsel

  33. DirectionalAntenna

  34. Yönsel Anten Işıngenişliği (lobe)

  35. DirectionalAntennas Transmittedsignalsarebroadcast in a relativelynarrowbeamwidth Types of directionalantennas • Parabolic • Patch • Sector • Yagi-Uda Array (Yagi)

  36. Yönsel Antenler • Gönderilen/yayılan sinyaller göreceli (relatif) olarak dar bir ışın genişliğinde yayınlanır Yönsel anten çeşitleri: • Parabolic • Patch • Sector • Yagi-Uda Array (Yagi)

  37. Directional AntennaExampleYagi Antenna

  38. Yönsel Anten Örneği(YagiAnteni)

  39. Directional AntennaExampleYagi Antenna – 25 degree

  40. Yönsel Anten Örneği YagiAnten – 25 derece

  41. Directional AntennaExamplesector (H or V polarization)

  42. Yönsel Anten Örneği sector (YatayveyaDikeypolarizyon)

  43. Directional Antennas ExampleParabolic Dish Antenna – 12 degree

  44. Yönsel Anten Örneği Parabolik Çanak (Dish)Anten – 12 derece

  45. SmartAntennas • Also known as adaptive array antennas, multiple antennas and recently MIMO • Theyare antenna arrays with smart signal processing algorithms used to identify spatial signal signature such as the direction of arrival (DOA) of the signal • DOA is used to calculate beamforming vectors, to track and locate the antenna beam on the mobile/target

  46. Smart (Akıllı) Antenler • Aynı zamanda adaptivearray (dizin) antenleri, çoklu (multiple) antenler ve son zamanlarda MIMO olarak da bilinirler • Akıllı sinyal işleme algoritmaları kullanılarak gelen sinyalin yönü tesbit edilerek sinyalin mekansal (spatial) imza (signature) elde edilebilir • Geliş yönü (DOA) beamforming vektörleri hesaplamalarında, mobil hedef üzerindeki anten ışını (antennabeam) izleme ve yer bulma için kullanılır

  47. HowtoSelect an Antenna? Whenselecting an antennaweshouldlookanswersfor the followinginquiries/questions • Does it meets the coverage and capacity requirements? • Doestheradiationemanatingfrom an antenna can be distortedbynearbyobjects (metal, trees, buildings, etc)? • Arethereanyothersignalsfromothersources? • Whatsort of cables & connectorsbeingused?

  48. Bir Anten Nasıl Seçilmeli? Bir anten seçilirken aşağıdaki sorulara cevap aranmalı: • Kapsam ve kapasite gerekliliklerinini karşılıyor mu? • Antenden yayılan radyasonçevresede bulunan cisimler yüzünden bozulmaya uğrayabilir mi? • Başka kaynaklardan gelen sinyaller var mı? • Ne çeşit kablo ve bağlantı (connector) kullanılmakta?

  49. AntennaInstallationIssues • Alignment • Cabling • Mounting • Placement • Safety

  50. Anten Kurulum Hususları • Alignment (karşılıklı hizalama) • Kablolama • Mounting (Kurulum/Montaj) • Placement (Yerleştirme) • Safety (Güvenlik)

More Related