Что такое диаграмма направленности антенны?

Что это за страшная характеристика? Кому и зачем она действительно нужна? Как она влияет на принятие решений рядовым пользователем при выборе беспроводного оборудования?

Что это и зачем?

В любом беспроводном устройстве есть антенна, выполняющая важную функцию преобразования электроэнергии в радиоволны, используемые для беспроводной передачи данных. Графические изображения, визуализирующие эти волны в трехмерном пространстве и называются диаграммами направленности антенн. Системные администраторы, перед которыми стоит задача развернуть сеть из беспроводных точек доступа должны уметь "читать и понимать" диаграммы направленности антенн используемого ими оборудования.

Развиваем пространственное воображение

Отобразить трехмерную волну на плоскости в виде графического изображения можно либо показывая ее сечения под различными углами, либо используя сложные диаграммы и графики для визуализации непосредственно 3D-модели.

В любом случае, так или иначе, в рассмотрении вопроса фигурирует т.н. называемая изотропная антенна.

Изотропная антенна - это воображаемая (идеальная) антенна, излучающая во все направления электромагнитную энергию одинаковой интенсивности. Диаграмма направленности изотропной антенные представляет собой идеальную сферу.

Выглядит она примерно как-то вот так.

Диаграмма направленности реальной антенны показывает нам как она работает в сравнении с антенной идеальной.

Отображение в виде сечения. Красное - диаграмма направленности изотропной антенны. Синее - диаграмма направленности реальной антенны.

Отображение в виде сечения

Существует два основных способа отобразить диаграмму направленности на плоскости. Представьте что вы стоите прямо под потолочной точкой доступа и смотрите строго вверх.

Цветные кольца представляют собой срезы диаграммы направленности, обеспечивающие ее трехмерное отображение.

Ниже представлен второй способ отображения диаграммы направленности на плоскости - в виде вертикальных срезов.

Теперь мы смотрим на точку доступа сбоку, с различных углов.

Попытка визуализации 3D-модели

Существуют и более сложные способы отображения трехмерной модели на плоскости, представляющие собой анимированную комбинацию двух способов описанных выше:

Развертывание беспроводной сети

При подготовке к развертыванию беспроводной сети диаграммы направленности антенны могут быть очень полезны для специалистов.

Идеализированный пример, на котором диаграмма направленности антенны поможет нам увидеть, где разместить точку доступа, для того чтобы добиться оптимального результата и иметь наилучшее соединение с беспроводным устройством.

Нужно иметь ввиду, что при работе в небольших помещениях, таких как гостиная на рисунке, реальное влияние изменений диаграммы направленности будет куда меньшим, чем на иллюстрации.

Не стоит слишком сильно беспокоиться из-за небольших флуктуаций сигнала, поскольку они вряд ли приведут к хоть сколько-то заметной разнице в производительности сети.

Далеко не всегда стоит перемещать мебель на несколько метров для того чтобы попытаться выиграть несколько дБи. Однако, это не отменяет факта, что диаграммы направленности антенны являются ценным инструментом для специалистов при разработке сети с оптимальной производительностью.