Chắc hẳn các bạn đều đã nghe qua thuật ngữ Anten, nhưng mình dám chắc là những điều xoanh quanh anten thì bạn chưa năm rõ. Các vật sử dụng anten như tivi, thiết bị router wifi, thiết bị mở rộng sóng….
Anten là gì?
Anten là một thiết bị linh kiện khá quan trọng, có khả năng bức xạ và thu nhận sóng điện từ.
Anten vô tuyến Có 3 loại anten chính:
- Đẳng hướng – vô hướng (Omni-directional).
- Định hướng – có hướng (Semi-directional).
- Định hướng cao (Highly-directional)
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 (vuông 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, Omni-directional, Celling Dome, Small Desktop, Mobile Vertical, Ceiling Dome.
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.
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.
Chức năng của anten
Có hai chức năng trong một hệ thống thông tin liên lạc.
- Khi kết nối với máy phát, nó thu thập các tín hiệu AC và gửi thẳng, hoặc phát xạ sóng RF đi theo mô hình cụ thể cho từng loại ăng-ten.
- Khi kết nối với máy thu, anten lấy sóng RF mà nó nhận được và gửi tín hiệu AC cho máy thu.
- Việc truyền RF của một anten thường được so sánh hoặc tham chiếu đến một bộ bức xạ đẳng hướng.
- Có hai cách để tăng công suất phát ra một ăng-ten.
- Tạo ra công suất mạnh hơn tại máy phát (không ưu tiên vì tốn kém).
- Truyền hoặc hội tụ tín hiệu RF được phát xạ từ anten.
Nguyên lý hoạt động của anten
- Anten chuyển đổi năng lượng điện sang sóng vô tuyến đối với anten phát hay chuyển đổi sóng vô 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.
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.
Vùng fresnel
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 tòa nhà có thể nhiễu xạ hoặc phản xạ các tín hiệu chính từ các thiết bị nhận và làm thay đổi RF LOS.
Độ khuếch đại của anten
- Độ khuếch đại anten là kết quả việc tập trung phát sóng vô 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 nguyên công suất phát sẽ cho một sóng vô tuyến được phát đi xa hơn.
Đặc trưng của anten
Phân cực anten
Mặc dù nó ít được chú ý đến nhưng nó đóng vai trò quan trọng trong việc truyền thông tin. Liên kết phân cực phù hợp là rất quan trọng trong khi cài đặt bất kỳ loại anten nào. Khi sóng tỏa ra từ một anten, biên độ của sóng có thể dao động theo chiều dọc hoặc chiều ngang. Điều quan trọng là phải có sự phân cực của việc truyền và nhận ăng-ten được định hướng giống nhau để nhận được tín hiệu mạnh nhất có thể. Cho dù các ăng-ten được cài đặt với phân cực nằm ngang hoặc thẳng đứng thường là không thích hợp, miễn là cả hai ăng-ten liên kết với cùng phân cực.
Phân tập anten
Các mạng không dây, đặc biệt là mạng lưới trong nhà, dễ bị nhiễu tín hiệu. để giúp bù đắp cho những ảnh hưởng của đa đường, anten phân tập, còn được gọi là phân tập không gian, thường được thực hiện trong các thiết bị mạng không dây như là các điểm truy cập. Anten phân tập tồn tại khi một điểm truy cập có hai anten và máy thu hoạt động cùng nhau để giảm thiểu các tác động tiêu cực của đa đường.
Bởi vì các bước sóng của mạng 802.11 với độ dài nhỏ hơn 5 inch, ăng-ten có thể được đặt rất gần nhau và vẫn cho phép anten phân tập có hiệu quả. Khi điểm truy cập cảm nhận được một tín hiệu RF, nó sẽ so sánh dấu hiệu cho thấy nó đang nhận được trên cả hai anten và sử dụng anten nào có cường độ tín hiệu cao hơn để nhận được khung dữ liệu. Mẫu này được thực hiện trên frame-by-frame cơ bản, chọn bất kỳ ăng-ten nào có cường độ tín hiệu cao hơn
Hầu hết các vô tuyến pre-802.11n sử dụng thiết bị chuyển đổi phân tập. Khi nhận được tín hiệu truyền đến, chuyển mạch phân tập nghe với nhiều ăng-ten. Nhiều bản sao của cùng một tín hiệu đến các ăng-ten thu với biên độ khác nhau. Các tín hiệu với biên độ tốt nhất được lựa chọn, và các tín hiệu khác được bỏ qua.
Qua bài viết này, các bạn đã hiểu rõ hơn về anten rồi nhỉ. Chúc bạn thành công!
