J'ai récemment acheté ce module Bluetooth (ridiculement cher) pour mon Arduino auprès de SparkFun. Sur la page de l'article, il est indiqué qu'il a été testé à 100 m. J'ai contacté SparkFun pour plus d'informations sur leur configuration et ils m'ont dit que pour atteindre la portée de 100 m, ils ont utilisé cette antenne de 2,2 dBi .
Je suppose que toute antenne 2,2 dBi (2,4 GHz) produira des résultats similaires à 100 m: est-ce exact?
Cependant, j'ai cette antenne de 7 dBi en route. Si j'utilise cela, pourrai-je obtenir une portée plus large que celle de l'antenne 2,2 dBi?
Vous pouvez penser à des antennes similaires à votre vision. 0 dB serait considéré comme vous comme vous, sans rien d'artificiel.
Vous décidez maintenant que vous souhaitez utiliser une paire de jumelles pour voir plus loin. Le problème avec les jumelles est que votre champ de vision n'est pas aussi grand que vous ne les avez pas. Cependant, les jumelles sont utiles, elles vous permettent de voir des choses que vous ne pouviez pas voir auparavant. C'est similaire à, disons, une antenne de 2,2 dB.
Maintenant, vous décidez que vous voulez voir encore plus loin, vous sortez donc un télescope. Encore une fois, vous limitez l'angle de vision, mais cela peut valoir la peine de voir plus loin. Ce serait comme une antenne de 7 dB.
Les antennes sont un peu plus complexes, leur ligne de base serait la possibilité de voir également dans toutes les directions (haut, bas, avant, arrière, vous l'appelez) en même temps. Cette situation s'appelle l'antenne isotrope. C'est de là que vient le «i» en dB, et c'est notre référence.
Pour revenir à l'exemple des jumelles et des télescopes, les antennes ajoutent un niveau de complexité à cela en raison de cette vue complète à 360 * avec laquelle vous commencez. Vous pourriez avoir une antenne qui a un motif qui vous permet toujours de voir devant, derrière, à gauche et à droite, mais ne vous permet pas de voir au-dessus ou en dessous de vous. Ce type d'antenne peut avoir un gain car vous coupez le dessus et le dessous. En gros, cela serait toujours considéré comme une antenne omnidirectionnelle car elle a toujours une vue à 360 *, mais elle ne pourra pas très bien recevoir directement au-dessus ou en dessous de l'antenne.
Le concept de base que j'essaie de comprendre est que le gain ne peut pas simplement venir de nulle part, vous devez sacrifier une partie du diagramme d'antenne afin de donner du gain à une autre partie du diagramme d'antenne.
Donc à votre question de:
Pas nécessairement. Fondamentalement, vous pourriez avoir une antenne 2,2 dB qui a un diagramme d'antenne vraiment étrange qui vous fait avoir beaucoup de valeurs nulles dans lesquelles vous auriez peu de portée, tandis que d'autres zones pourraient avoir une portée de 100 m. Pour vraiment savoir, vous devez fouiller dans la fiche technique des antennes.
Il convient de noter que les fabricants d'antennes feront toujours de leur mieux pour essayer de faire en sorte que leur antenne sonne mieux que ses concurrents. Cela signifie qu'ils peuvent mesurer leurs gains d'antenne de manière légèrement différente afin d'obtenir le plus grand nombre possible. Avec de bonnes antennes, vous pourrez obtenir des diagrammes d'antenne appropriés.
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Les réponses existantes ont principalement répondu à votre question, mais juste pour la postérité, je veux clarifier quelques points.
Vous devez être prudent avec dBi, car il n'est pas équivalent à la puissance totale rayonnée. Différentes antennes peuvent avoir des efficacités radicalement différentes.
Ce que dBi vous dit, c'est le gain de crête dans toutes les directions possibles par rapport à une antenne parfaite qui rayonne uniformément et omnidirectionnellement (isotrope). Vous devez également noter qu'il s'agit d'un rapport et qu'il est sur l'échelle logarithmique, donc 3 dB est 2 fois plus, tandis que 20 dB est 100 fois plus (et le i en dBi signifie isotrope).
Quoi qu'il en soit, la chose importante à réaliser est qu'une antenne de 2,2 dBi pourrait avoir un gain terrible dans toutes les directions, sauf pour ce qu'elle est directement dirigée (une largeur de faisceau étroite) et en fait rayonner moins de puissance totale qu'une antenne omnidirectionnelle. *
Lorsque vous êtes dans des environnements en visibilité directe (LOS), ce gain de crête est probablement tout ce qui compte, tant que l'antenne est en fait correctement dirigée vers l'autre antenne. ** Cependant, dans les environnements intérieurs et non en ligne de visée environnements de vue (NLOS), vous pouvez obtenir une énorme quantité de trajets multiples qui créeront des modèles d'interférence fous - le signal rebondira sur les sols, les plafonds, votre réfrigérateur, votre téléphone, etc., et selon où vous êtes ces différentes réflexions peut s'ajouter de manière constructive ou destructive, vous donnant une puissance reçue radicalement différente. Dans ces environnements NLOS, l'efficacité de l'antenne (puissance rayonnée totale) compte souvent beaucoup plus que la directivité (dBi).
* Par exemple, une antenne parfaite de 3 dBi (gain 2x) irradierait toute sa puissance à 180 degrés, à la fois en azimut et en élévation (pensez à la moitié d'une sphère). Ce n'est jamais réalisable en réalité, car il s'agit toujours d'un changement progressif de gain (notamment, lorsque vous regardez les modèles de faisceau, ils dessinent généralement la ligne de 3 dB, une carte thermique montrerait un changement progressif). Cependant, une antenne qui a obtenu un gain de 3 dBi en seulement une largeur de faisceau de 18 degrés serait également considérée comme une antenne de 3 dBi, même si elle émet 1 / 100e de la puissance (car elle est 1 / 10e aussi large en azimut et 1 / 10e que large en élévation).
** En l'absence d'autres objets / réflexions, l'autre antenne ne recevrait que la puissance qui était directement rayonnée vers elle, donc peu importe le gain dans une autre direction. Bien qu'en réalité, même avec des rebonds au sol, vous pouvez obtenir des modèles d'interférence visqueux.
Réflexion finale - si vous regardez un calculateur de perte de trajet d'espace libre, par exemple https://www.pasternack.com/t-calculator-fspl.aspx , ce gain de 2,2 dBi vous donne une portée supplémentaire d'environ 22 m (même perte de trajet à 78 m pour une antenne 0 dBi et 100 m pour une antenne 2,2 dBi). Votre antenne 7 dBi donnerait encore 75 m, jusqu'à 175 m pour le même pathloss. Encore une fois, ce n'est que dans un espace libre idéal (pas de réflexions / absorption) et une antenne parfaitement pointée.
Vous devez également noter que vous pouvez enfreindre la loi avec un gain d'antenne trop élevé - la FCC limite la transmission sans licence dans la bande 2,4 GHz à 1 W EIRP (puissance rayonnée isotrope équivalente). De plus, à une certaine distance, le protocole Bluetooth commencera probablement à échouer, car la latence de la vitesse de la lumière (environ 1 us aller-retour à 175 m) peut casser des choses (bien que je sois beaucoup plus familier avec le WiFi).
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Oui Isotrope signifie vrai "omnidirectionnel. Puisqu'un canard en caoutchouc ou une antenne patch a des zones nulles, il envoie plus dans certaines directions à côté de l'antenne. Ce gain généralement de 2 à 3 dBi ... explique la perte dans d'autres directions.
Les antennes de télévision et antennes paraboliques hautement directionnelles commencent souvent par une plage de 16 à 24 dBi. Le gain et la largeur de faisceau de la direction du pic sont des compromis par rapport à l'isotrope.
Ce que cela signifie pour vous, c'est que lorsque vous êtes en marge, ils peuvent désormais viser à obtenir 5 dB de plus, ce qui est énorme et cela vous met en mode sans erreur. Mais comme un phare à faisceau étroit, cela signifie également que si vous êtes loin et que vous ne connaissez pas la direction du routeur ou de la tour de téléphonie cellulaire, vous êtes plus susceptible de vous perdre jusqu'à ce que vous surveilliez votre RSSI ou que vous receviez un indicateur de force du signal sur le téléphone portable. Cependant, pour le Wifi, il sert un double objectif. Une fois la connexion établie, elle revient à la vitesse de transmission et non à la force du signal dans certains cas, comme l'OSX d'Apple, et si vous perdez le signal, vous devez viser à maintenir une bonne connexion.
Pour un point direct direct "sans interférence" idéal en ligne claire, une amélioration de 5 dB signifie que vous pouvez presque doubler votre distance. Cela se produit rarement dans la ville, la distance n'est donc pas aussi importante que la capacité à viser le signal et à l'écart des interférences.
Si l'on voulait calculer l'affaiblissement sur le trajet, il pourrait utiliser «l'équation de transmission Friis» pour l'affaiblissement sur le trajet.
Cela ne tient pas compte du bruit de fond du récepteur, des zones mortes à chemins multiples et de la perte de chemin des bâtiments, des arbres, de la pluie, etc.
La portée, R est en mètres, tout comme Lambda la longueur d'onde de l'émetteur Ft et les gains pour les deux antennes Gr, Gt.
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Non, je ne suis pas un expert en antennes, mais j'ai entendu parler d'antennes directives. Le «i» en dBi signifie «isotrope», c'est-à-dire rayonnant uniformément dans toutes les directions. Une telle antenne n'existe pas vraiment, mais le modèle théorique peut être utilisé comme référence. Une antenne de 2,2 dBi fait donc 2,2 dB de mieux que l'antenne isotrope.
Dire qu'une antenne de 2,2 dBi produira la même distance ignore la directivité de l'antenne. Une antenne avec une directivité plus élevée atteindra les 100 m avec moins de puissance qu'une antenne moins directive.
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