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全向天線和定向天線哪些地方需要改正？--飛宇信
發(fā)布時間：
2019-08-26 17:25
先來分析一下在WLAN系統(tǒng)中，全向天線和定向天線在使用時有哪些不足，或者是需要改進的地方。
如圖1所示，全向天線雖然能夠?qū)D中兩個用戶都覆蓋到，但由于每個時刻，中心的AP只能和一個用戶交互報文，此時只有藍色部分形成了有效覆蓋，其他絕大部分信號傳播都造成了能量浪費，屬于無效的覆蓋，如果能將此部分浪費的能量集中到有效覆蓋區(qū)域，勢必會獲得更高的信號強度以及傳輸帶寬；而對于定向天線而言，由于能量的集中，覆蓋區(qū)域內(nèi)的信號強度會比較高，但是由于信號覆蓋角度較小，很多需要覆蓋的范圍沒有信號可以到達。如果在右側(cè)用戶空閑時，可以將信號轉(zhuǎn)移至左側(cè)用戶，勢必可以提高覆蓋的有效性，以及大幅提高用戶的接入能力。
可見，如果天線更“智能”一點，當AP與某一用戶通信時，天線就自動調(diào)節(jié)成定向天線，把“能量束”直接瞄準該用戶，一方面該用戶獲得的信號強度會比較高，另一方面不該被“打擾”的用戶也不會被干擾，這樣的結(jié)果顯然是最為完美的。智能天線由此而天線廠家產(chǎn)生。
那么從技術(shù)的角度看，如何能讓智能天線隨時根據(jù)需要，想覆蓋哪里就覆蓋哪里呢？現(xiàn)在一般有兩種技術(shù)方式：一種是波束切換天線，另一種是自適應陣列天線。
波束切換天線
波束切換方式的天線，一般由多個窄波束天線夠成，每個窄波束天線由于角度小，所以通常增益很大，覆蓋距離較遠。一般在工作時，對于一個用戶，眾多天線中，只有一個窄波束天線是出于工作狀態(tài)的。當用戶更換，或用戶位置轉(zhuǎn)移時，智能天線系統(tǒng)會根據(jù)情況更換窄波束天線的工作狀態(tài)，即停掉之前的窄波束天線，然后讓另一個角度正確的窄波束天線繼續(xù)工作。由于窄波束定向天線通常個頭較大，所以一般這類智能天線都在室外場景使用，比如TD系統(tǒng)的一些基站就采用這種智能天線裝置，如圖2所示。
波束切換式天線，一般形成的天線角度個數(shù)，與其窄波束天線個數(shù)相當。所以由于硬件設計限制，這種天線不可能有很多或很細致的天線角度可供選擇。從天線尺寸角度看，這種天線也只能在室外環(huán)境，即對空間沒有多少要求的環(huán)境中使用。
自適應陣列天線
陣列天線由多個天線形成陣列，在工作時，通過不同天線的組合工作，形成不同的天線波瓣，實現(xiàn)多種方向、角度、增益都不相同的“虛擬天線”，以適應不同工作環(huán)境，不同用戶的位置，以及避免不必要的干擾。自適應陣列天線在工作時通過對工作環(huán)境的判斷，以及用戶位置的感知，經(jīng)過內(nèi)部芯片處理，能夠迅速計算出最佳的天線組合方式，達到想覆蓋哪里，就覆蓋哪里的目的。無線接入設備可通過不同天線的組合，形成最多4096種不同的波瓣模式，可以輕松的適應各種室內(nèi)環(huán)境，增加覆蓋范圍，達到穩(wěn)定網(wǎng)絡質(zhì)量之目的。
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飛宇信主營內(nèi)置天線，吸盤天線，玻璃鋼天線，基站天線，膠棒天線，車載天線等等，任何天線，當天線周圍環(huán)境介質(zhì)不一樣時，天線的阻抗和頻率都會發(fā)生變化。因此天線是不可以買回來直接使用的。而對于內(nèi)置天線，由于天線周圍的工作環(huán)境一定不可能是空氣，必然有外殼、電路板等各種介質(zhì)，因此內(nèi)置天線是一定不能直接拿來主義，必須經(jīng)過調(diào)試才能保證性能。
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5G來了，萬物互聯(lián)。以后我們將看到世界上的每一件物都將自帶天線，汽車、機械手、冰箱、水表... 天線無處不在。天線的發(fā)展是與5G發(fā)展一同進步，天線是重大發(fā)明，是讓我們生活 得以巨大轉(zhuǎn)變的重要基石。
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現(xiàn)在 WiFi 在日常生活中的重要性，可能和水電氣一樣重要。唯一的遺憾是，WiFi 天線信號還遠沒有水電氣穩(wěn)定。速度慢、無網(wǎng)絡、連不上、死區(qū)等等。
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當今，如今天線已廣泛應用于移動通信、廣播電視、雷達、導航、衛(wèi)星氣象、遙感等領域。天線技術(shù)已具有成熟科學的許多特征，仍然是一個富有活力的技術(shù)領域。主要的發(fā)展方向是：多功能化（以一代多）、智能化（提供信息處理能力），小型化、集成化及高性能化（寬頻帶、高增益、低旁瓣、低交叉極化等），天線的發(fā)展，印證了工業(yè)的發(fā)展速度。
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如果有人說天線設計是個技術(shù)活，那內(nèi)置天線就是個難上加難的技術(shù)活了。首先尺寸就有了苛刻的限制，并且還要抵抗電磁干擾。這個工作如果沒有如下幾個步驟和超強的工程經(jīng)驗，是不可能實現(xiàn)的。
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