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1、无线及天线技术简述无线及天线技术简述第1页，共19页，编辑于2022年，星期六802.11无线网桥无线网桥l无线网桥是一种采用无线技术进行网络互连的特殊功能的AP。l无线网桥根据传输距离的不同可分为工作组网桥和长距专业网桥。l为了防止信号大幅度衰减，网桥组网时两个网桥之间通常不能有障碍物的阻挡。l以室外作为主要应用环境的无线网桥一般在设计时都会考虑适应一些恶劣的应用环境。共18页，第1页第2页，共19页，编辑于2022年，星期六802.11无线网桥无线网桥视距问题视距问题l视距问题视距问题 点对点无线网传输必须保证两点可视。造成不可视的原因包括地球曲率、地理特征如山脉、建筑物和树木等。远距离通
2、信时，还必须考虑地球曲率的影响，当两人相距9km时，将不能相视，无线信号也无法传输共18页，第2页第3页，共19页，编辑于2022年，星期六802.11无线网桥无线网桥Fresnel效应效应lFresnel效应效应 Fresnel区是指在视距的路径中形成的一个椭圆区域。它随着可视距离和信号频率的改变而改变。在Fresnel区中的任何障碍物都有可能影响网络的通信，最好给予清除，60%的Fresnel区被视为有效的。一般可以根据经验值确定Fresnel区的范围。l解决视距问题和Fresnel区问题可以通过以下办法：（1）选择高性能天线，可以解决“部分不可视”问题；（2）提升天线的高度；（3）清除F
3、resnel区内的障碍物，如砍掉树木；（4）选择一台良好的中继设备。共18页，第3页第4页，共19页，编辑于2022年，星期六802.11无线网桥的典型组网无线网桥的典型组网有线网络A有线网络B有线网络互连有线网络互连无线网络互连无线网络互连有线网络网络A多网络互连多网络互连1208E网络B网桥网桥网桥网桥网桥网桥网桥网桥网桥网桥网桥网桥网桥网桥共18页，第4页第5页，共19页，编辑于2022年，星期六天线在无线系统中的使用天线在无线系统中的使用典型无线系统典型无线系统发射器空间介质接收器发射天线 接收天线 共18页，第5页第6页，共19页，编辑于2022年，星期六电磁波电磁波电场电场电场电场
4、电场电场振振子子电波传输方向电波传输方向磁场磁场磁场磁场共18页，第6页第7页，共19页，编辑于2022年，星期六功率计算单位功率计算单位:dB,dBm,dBw dB是用来测量被测量功率与某一基准功率的比值。它的数值等于被测量功率与基准功率的比值取以10为底的对数，再乘以10。当基准功率取为1mw时，此dB值以dBm表示。当基准功率取为1w时，此dB值以dBw表示。公式：测量功率(dB)=10*lg(测量功率/参考功率)共18页，第7页第8页，共19页，编辑于2022年，星期六主要无线技术指标主要无线技术指标l无线电频率(Hz)l发射功率(dBm)l接收功率(dBm)接收灵敏度l发射天线增益(
5、dBi)l天线极化方向l天线方向图共18页，第8页第9页，共19页，编辑于2022年，星期六天线的工作频率天线的工作频率 天线的工作频率范围：天线的工作频率范围：无论是发射天线还是接收天线，它们总是在一定的频率范围内工作的，通常，工作在中心频率时天线所能输送的功率最大，偏离中心频率时它所输送的功率都将减小。共18页，第9页第10页，共19页，编辑于2022年，星期六天线的方向性天线的方向性 全向天线全向天线 发射天线的基本功能之一是把从AP取得的能量向周围空间辐射出去，基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射。水平面上各向能量辐射相等的天线称为全向天线。水平面上各向能量辐射相等的天线称为全向
6、天线。图 c 水平面方向图图b 垂直面方向图各向同性点状天线能量辐射形状全向天线能量辐射形状图a 天线能量辐射形状图共18页，第10页第11页，共19页，编辑于2022年，星期六天线的方向性天线的方向性 定向天线定向天线 水平面上各向能量辐射不等的天线称为定向天线。水平面上各向能量辐射不等的天线称为定向天线。全向阵全向阵（垂直阵列（垂直阵列 不带平面反射板）不带平面反射板）扇形区覆盖扇形区覆盖（垂直阵列（垂直阵列 带平面反射板）带平面反射板）平面反射板平面反射板共18页，第11页第12页，共19页，编辑于2022年，星期六天线增益天线增益10dBm20dBm13dBm一个各向同性的天线在所有方
7、向具有相同的辐射能量一个具有一定增益的天线只在某个特定方向才具有辐射能量一个3dBi增益的天线，辐射能量的范围在50%的空间点状天线共18页，第12页第13页，共19页，编辑于2022年，星期六天线的极化天线的极化垂直极化垂直极化 天线向周围空间辐射电磁波。电磁波由电场和磁场构成。人们天线向周围空间辐射电磁波。电磁波由电场和磁场构成。人们规定：电场的方向就是天线极化方向。一般使用的天线为单极化的。规定：电场的方向就是天线极化方向。一般使用的天线为单极化的。下图示出了两种基本的单极化的情况：垂直极化下图示出了两种基本的单极化的情况：垂直极化是最常用的；是最常用的；水平极化水平极化也是要被用到的。
8、也是要被用到的。水平极化水平极化EE共18页，第13页第14页，共19页，编辑于2022年，星期六波束宽度波束宽度 60峰值-3dB点-3dB点3dB 波束宽度15峰值-3dB点-3dB点旁瓣主瓣共18页，第14页第15页，共19页，编辑于2022年，星期六天线方向图天线方向图5.8G室外高增益全向天线室外高增益全向天线全向天线增益:24dBi工作在5.8G频段用于地广人稀地区的大范围覆盖水平方向图垂直方向图共18页，第15页第16页，共19页，编辑于2022年，星期六天线方向图天线方向图5.8G室外高增益定向天线室外高增益定向天线面板型定向天线增益:11dBi工作在5.8G频段适用于高密度接
9、入覆盖水平方向图垂直方向图共18页，第16页第17页，共19页，编辑于2022年，星期六无线传输的干扰因素无线传输的干扰因素 电磁干扰电磁干扰l5.8GHz为ISM频段，不许授权即可使用。l同一区域内AP之间的互相干扰。l其他工业设备的干扰 微波炉 双向寻呼系统 等等共18页，第17页第18页，共19页，编辑于2022年，星期六WLAN设备的实际工作性能设备的实际工作性能 吞吐率吞吐率l802.11g标准描述的速率为标准描述的速率为54 Mbps，此为物理层传输速率。实际可获得的速率为一半，此为物理层传输速率。实际可获得的速率为一半(20-24Mbps max)其他用于协议封装或冲突避免开销l干扰实际吞吐率的因素干扰实际吞吐率的因素不稳定是无线通讯的本性无线环境不停的保持变化物理建筑的构成AP的位置共享介质：用户数 数据量 共18页，第18页第19页，共19页，编辑于2022年，星期六