无线AP天线介绍
发布时间:2022-05-15

1.天线的作用

在任何无线电通信设备中,总存在一个向空间辐射电磁能量和从空间接收电磁能量的装置,这个装置就是天线。
天线的作用就是将调制到射频频率的数字信号或模拟信号发射到空间无线信道,或从空间无线信道接收调制在射频频率上的数字或模拟信号。

2.天线问题的实质

从电磁场理论出发,天线问题的实质,就是研究天线所产生的空间电磁场分布,以及由空间电磁场分布所决定的电特性。空间任何一点的电磁场满足电磁场方程——麦克斯韦方程及其边界条件。因此,天线问题是时变电磁场问题的一种特殊形式。
从信号系统的角度出发,天线问题可以理解为考察由一个电磁波激励源产生的电磁响应特性。从通信系统的角度出发,天线可以理解为信号发射和接收器,收发天线之间的无线电信号强度满足通道传输方程和多径衰落特性。

3.常见天线的形态

贴片天线

杆状天线

4.Wi-Fi AP天线的演变

4.1.室内AP

最早AP是采用外置天线,考虑到覆盖性能,常用杆状天线形态。

随着用户对美观的要求,逐渐开始转为内置天线形态,如下图所示。

当天线转为内置后,并且由于用户对性能要求逐渐提高,采用智能天线技术的AP产品开始出现。

4.2.室外AP

最早为采用外置天线的AP形态,必须要外接天线才能进行覆盖。

而后开始诞生具备内外置可切换的室外AP产品,满足高性能以及美观要求。

最后,室外也开始出现了具备智能天线的AP产品。

5.场景化无线AP的天线设计

5.1.通用放装

场景需求

适用于普通Wi-Fi接入场景,满足基本接入需求,常见为双频AP产品。

天线设计方案

采用全向天线设计

常见天线

全向偶极子天线

5.2.高密度

场景需求

适用于高吞吐高并发WIFI接入场景,满足较多用户的高吞吐接入需求,常见为三频及以上产品。

天线设计方案

多频AP天线必须满足一定的隔离度,保证各个频段不会互相干扰。

天线多采用智能天线设计或者全向天线+Tx Beamforming技术。

常见天线

X-sense智能天线,全场景天线

5.3.场馆

场景需求

适用于空旷场馆的WIFI接入,需要满足高并发要求。

天线设计方案

采用定向天线设计,是的信号辐射在一个固定方向上,适当降低发射功率,信号辐射范围较小,这样AP可能满足高密度部署,

满足高并发要求,减少AP间的干扰。

常见天线

定向天线

5.4.宿舍隔间

场景需求

需要满足宿舍隔间的部署要求,在宿舍内任何位置都能满足一定的速率,但是有不能干扰隔壁宿舍的基本使用。

天线设计方案

采用PCB天线或者偶极子天线,保证天线覆盖的圆度,并且增益缩小,方向图束缚在一个安装平面朝前的位置,保证覆盖效果。

常见天线

PCB天线或者小增益偶极子天线。

5.5.室外仓储

场景需求

该场景下具有覆盖面积大的需求,障碍物多并且很随机的特性,但是货物框架基本固化,要求覆盖范围稳定。

天线设计方案

采用定向天线设计思路,将信号通过定向天线,能够很好的覆盖在一个方向上的通道,保证信号的覆盖和穿透性,在仓储四周部署完成一个井字型覆盖效果。

常见天线

定向天线

5.6.地铁隧道

场景需求

该类场景成隧道狭长形,通常由于隧道转弯或者站台分布等原因,将整个覆盖区域变得狭长且不连续。

通常是由于列车上下行不在同一站台;

该场景较多,且分布不规则,信号需要满足车载AP和轨旁AP的数据交互。

车载AP天线位置:

天线设计方案

轨旁AP天线需要满足隧道的狭长特性,并且因为部署间隔的原因,需要在保证天线增益的情况下,能够有较好的天线增益。

车载AP天线安装在列车的车头车尾位置,需要具备桥接下的高性能,需要较大定向增益;需要满足车头和车位在快速运动中的可靠性,减少风阻。 

轨旁AP天线天线采用水平直筒方式设计,天线增益朝着水平前方,符合隧道特性;车载AP天线采用小体积的定向天线,具有较好的方向性,又能减少运动中的风阻。

常见天线

轨旁天线效果图

车载天线效果图
 

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