Chapter 10 wlan antennas
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 54

Chapter 10 WLAN Antennas PowerPoint PPT Presentation


  • 92 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

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

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.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Chapter 10WLAN Antennas

Dr Lami Kaya


Bölüm 10WLAN Antenleri


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


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


An AntennaRadiateHow Far?

  • Radiationdistancedepends on

    • Power of theantenna

    • Frequencyandandwavelength of EM

    • Type of antennaanditscharacteristics


Bir Anten Ne Kadar Mesafeye Yayar?

  • Yayılım mesafesi aşağıdakilere bağlıdır

    • Anten gücü

    • EM’nin frekansı ve dalgaboyu

    • Anten tipi ve karakteristikleri


BasicAntennaCharacteristics

  • Frequency

  • Gain

  • Power

  • Radiationpattern

  • Polarization


Temel Anten Karakteristikleri

  • Frekans

  • Kazanç

  • Güç

  • Yayılım patterni (desen/örüntü)

  • Polarizasyon (kutuplaşma)


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


Anten Polarizasyonu

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


AntennaPolarization


Anten PolarizasyonuYatay (horizontal) ve dikey (vertical)


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)


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)


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)


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)


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


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


Beamwidth


Işın Genişliği (Beamwidth)


Beamwidth vs Gain


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


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


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


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


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


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


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


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,


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)


AntennaTypes

  • Directional(limited range of coverage)

    • Highlydirectional

    • Semi-directional

  • Omni(360º coverage) Directional


Anten Tipleri

  • Yönsel (sınırlı kapsam alanı)

    • Yüksek Yönsel (Highlydirectional)

    • Yarı-yönsel (Semi-directional)5t

  • Omni(360º kapsam) Yönsel


DirectionalAntenna


Yönsel Anten Işıngenişliği (lobe)


DirectionalAntennas

Transmittedsignalsarebroadcast in a relativelynarrowbeamwidth

Types of directionalantennas

  • Parabolic

  • Patch

  • Sector

  • Yagi-Uda Array (Yagi)


Yönsel Antenler

  • Gönderilen/yayılan sinyaller göreceli (relatif) olarak dar bir ışın genişliğinde yayınlanır

    Yönsel anten çeşitleri:

  • Parabolic

  • Patch

  • Sector

  • Yagi-Uda Array (Yagi)


Directional AntennaExampleYagi Antenna


Yönsel Anten Örneği(YagiAnteni)


Directional AntennaExampleYagi Antenna – 25 degree


Yönsel Anten Örneği YagiAnten – 25 derece


Directional AntennaExamplesector (H or V polarization)


Yönsel Anten Örneği sector (YatayveyaDikeypolarizyon)


Directional Antennas ExampleParabolic Dish Antenna – 12 degree


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


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


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


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?


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?


AntennaInstallationIssues

  • Alignment

  • Cabling

  • Mounting

  • Placement

  • Safety


Anten Kurulum Hususları

  • Alignment (karşılıklı hizalama)

  • Kablolama

  • Mounting (Kurulum/Montaj)

  • Placement (Yerleştirme)

  • Safety (Güvenlik)


Line of sight!

Line of Sight

  • Obstructionsmight obscure a visual link:

    • Topographic features, such as mountains

    • Curvature of the Earth

    • Buildings and other man-made objects

    • Trees , etc


Line of sight!

Line of Sight (Görme-Cizgisi)

  • Çeşitli cisimler görsel link (cizgiyi) engelleyebilir:

    • Topografik özellikler, dağ/tepe gibi

    • Yeryüzü kıvrılma/eğrilik

    • Binalar ve diğer insan yapımı cisimler

    • Ağaçlar


SafetyDuringInstallation

  • Avoid metal obstructions

  • Avoidpowerlines

  • Handlingprecautions

  • Installgroundrods

  • Installlightningarrestor


Anten Kurulumunda Güvenlik

  • Metal engellerden kaçınma

  • Enerji hatlarından (powerlines) kaçınma

  • Dikkatli antene dokunuş (elektrik yük birikmiş olabilir)

  • Topraklama çubuklarının kurulumu

  • Yıldırım korumayı kurma


  • Login