Bài giảng CWNA chương 02 giới thiệu về anten và các thiết bị phụ trợ

Chapter 02

ANTEN
&
CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRỢ


Mục tiêu
Nhiệm
Đề

vụ của anten

cập đến các loại anten được sử dụng trong WLAN.

Các

thuộc tính của từng loại anten.

Các

thiết bị phụ trợ trong WLAN

Bộ khuếch đại.
Bộ giảm tín hiệu.
Bộ tách….
2


Nội dung







Nguyên lý hoạt động của anten.
Anten vô tuyến
Các thiết bị cấp nguồn
Các thiết bị phụ trợ trong WLAN.
Tính tốn công suất của anten.

3


Nguyên lý hoạt động của
anten




Anten chuyển đổi năng lượng điện sang sóng vơ tuyến đối
với anten phát hay chuyển đổi sóng vơ tuyến sang năng
lượng điện đối với anten nhận.
Kích thước vật lý (hay chiều dài) của anten liên quan trực
tiếp đến tần số mà anten có thể thu hay phát sóng.

4


Line of Sight (LOS)



Là sự biến thiên của độ khúc xạ, nhiễu xạ, phản xạ, là
nguyên nhân chủ yếu dẫn đến hiện tượng truyền dẫn đa
đường mà kết quả của nó là tổn hao tín hiệu sóng.

5


Fresnel Zone



Miền Fresnel là miền gồm có các hình elip đồng tâm xung
quanh đường LOS.
Các đối tượng trong miền Fresnel như cây, đỉnh đồi, và các
tịa nhà có thể nhiễu xạ hoặc phản xạ các tín hiệu chính từ
các thiết bị nhận và làm thay đổi RF LOS.

6


Độ khuếch đại của anten



Độ khuếch đại anten là kết quả việc tập trung phát sóng vơ
tuyến vào một chùm hẹp hơn.
Bằng việc giới hạn độ rộng chùm (beamwidth) tính theo độ
ngang (horizontal) và độ dọc (vertical) mà vẫn giữ ngun

cơng suất phát sẽ cho một sóng vơ tuyến được phát đi xa
hơn.

7


Dạng bức xạ (Radiator)



Là sự khác nhau về góc bức xạ ở một khoảng cách cố định
từ anten.
Anten thường có vùng bức xạ chính (main lobe) hay chùm
bức xạ (beam) chính là hướng có độ khuếch đại lớn nhất.

8


Búp sóng (Beamwidth)





Búp sóng là độ rộng của tia tín hiệu RF mà anten phát ra.
Búp sóng dọc được đo theo độ và vng góc với mặt đất,
cịn búp sóng ngang cũng được đo theo độ và song song
với mặt đất.
Việc làm hẹp hay tập trung các búp sóng của anten sẽ làm
tăng độ lợi (gain) của anten.

9


Sự phân cực (Polarization)



Sự phân cực là huớng vật lý của anten theo phương ngang
(horizotal) hay dọc (vertical).
Phân cực dọc thường được sử dụng trong mạng Wi-Fi
(WLAN) là vng góc với mặt phẳng của trái đất. Phân
cực ngang là song song với mặt đất.

10


Trở kháng (Impedance)





Trở kháng là tỷ số của tổng công suất phát ra bởi anten so
với công suất từ trạm phát (nối với anten) được chấp nhận
bởi anten.
Tất cả các thiết bị RF, đường truyền (cáp), anten đều có trở
kháng, chính là tỷ số giữa điện áp và dịng điện.
Khi anten được kết nối với một đoạn cáp, nếu trở kháng
đầu vào của anten trùng khớp với trở kháng của radio và

đường truyền thì tổng cơng suất được truyền từ radio đến
anten là tối đa.

11


Anten vô tuyến.




Anten là thiết bị được sử dụng để chuyển đổi tín hiệu tần
số cao (RF) trên đường truyền dẫn sang dạng sóng để phát
vào khơng khí.
Có 3 loại anten chính:
– Đẳng hướng – vơ hướng (Omni-directional).
– Định hướng – có hướng (Semi-directional).
– Định hướng cao (Highly-directional).

12


Anten Đẳng Hướng
(Omni-directional)






Anten đẳng hướng truyền tín hiệu RF theo tất cả các hướng
theo trục ngang (song song mặt đất) nhưng bị giới hạn ở
trục dọc (vng góc với mặt đất).
Anten đẳng hướng có độ lợi (gain) trong khoảng 6dB,
thường được dùng trong các tòa nhà cao tầng.
Anten đẳng hướng cung cấp vùng phủ sóng rộng nhất.
Các loại anten đẳng hướng: Rubber Duck, Omnidirectional, Celing Dome, Small Desktop, Mobile Vertical,
Ceiling Dome...

13


Anten Đẳng Hướng
(Omni/Dipole-directional)

14


Anten Đẳng Hướng
(Omni/Dipole-directional)

15


Anten định hướng
(Semi-directional).







Anten định hướng (directional) có hướng phát sóng rất
hẹp, thiết bị thu sóng cần nằm chính xác trong phạm vi
phát sóng hẹp này của anten định hướng mới có thể thu
được sóng phát từ anten.
Anten định hướng có độ lợi lớn hơn anten đẳng hướng, từ
12dBi hoặc cao hơn.
Anten định hướng có nhiều kiểu dáng và kích thước khác
nhau, điển hình có các loại anten: Yagi, Patch, Backfire,
Dish...
Các loại anten định hướng này rất lý tưởng cho khoảng
cách xa, kết nối không dây điểm-điểm.
16


Anten định hướng
(Semi-directional).



Anten Yagi là loại anten định hướng rất phổ biến bởi vì chúng dễ chế tạo (do 2
người Nhật là Hidetsugu Yagi và Shintaro Uda chế tạo vào năm 1926)

17


Anten định hướng- Anten Patch

18


Usage of semi-directional
antenna

19


Định hướng cao
(Highly-directional).
Anten định hướng cao là anten để truyền tải với một chùm tia
rất hẹp. Những loại ăng-ten này thường giống như các đĩa vệ
tinh. Chúng thường được gọi là anten parabol hoặc anten lưới.
Chúng chủ yếu sử dụng cho kết nối PtP hoặc PtMP.

20


Định hướng cao
(Highly-directional).

21


Anten hình cánh quạt (sectorized)
Anten cánh quạt là anten hoạt động theo hướng back to back với
một anten hình cánh quạt khác.

22

MIMO Antenna Systems
- Hệ thống anten MIMO
(Multiple-Input
Multiple-Output) là hệ
thống gồm nhiều anten
ở cả hai đầu để thực
hiện truyền và nhận dữ
liệu đồng thời.
- Cơng nghệ MIMO được
tích hợp trong chuẩn
802.11n cho tốc độ 300
Mbps.
23


Các thiết bị phụ trợ trong
WLAN


Bộ khuếch đại: Tín hiệu từ Anten đưa vào bộ khuếch đại
được bộ khuếch đại lọc nhiễu, tái tạo lại tín hiệu và đưa ra
đầu ra.

24


Các thiết bị phụ trợ trong
WLAN



Bộ giảm tín hiệu: là thiết bị làm giảm biên độ của tín hiệu
vơ tuyến nhưng khơng làm méo dạng sóng, ngược lại với
bộ khuếch đại.

25