Антенны Wi-Fi являются важными компонентами устройств беспроводной локальной сети (WLAN). Их основная функция — отправлять (излучать) и получать радиоволновые сигналы для обеспечения беспроводной связи между устройствами (такими как маршрутизаторы, мобильные телефоны, ноутбуки и устройства умного дома).

Представьте себе антенну как «рот» и «уши» беспроводных сигналов:

Отправка сигналов (TX). Когда вашему устройству (например, мобильному телефону) необходимо передать данные, антенна преобразует электрические сигналы, генерируемые внутренней цепью устройства, в электромагнитные волны (радиоволны) и эффективно излучает их в пространство.

Прием сигналов (RX). Когда данные необходимо получить от других устройств (например, беспроводных маршрутизаторов), антенна отвечает за улавливание электромагнитных волн в пространстве и преобразование их обратно в электрические сигналы для обработки внутренней схемой устройства.

Ключевые особенности и функции:

Покрытие и мощность сигнала. Конструкция и характеристики антенны напрямую влияют на дальность передачи и силу сигнала Wi-Fi. Антенны с более высоким коэффициентом усиления (обычно измеряемым в дБи) могут излучать энергию сигнала более концентрировано в определенном направлении, тем самым обеспечивая большую дальность передачи или более сильное проникновение сигнала в определенном направлении (но угол покрытия может стать уже).

Направленность сигнала:

Всенаправленные антенны: чаще всего встречаются в домашних маршрутизаторах. Они излучают/принимают сигналы равномерно на 360 градусов по горизонтали, обеспечивая всестороннее покрытие, подходящее для сценариев, когда необходимо охватить несколько комнат или этажей. Уровень сигнала уменьшается равномерно с расстоянием.

Направленные антенны: концентрируют энергию сигнала в относительно узком определенном направлении (луче) для передачи и приема. Это может значительно увеличить расстояние передачи и способность защиты от помех в определенном направлении и часто используется для мостового соединения «точка-точка» (например, соединение двух зданий) или когда сигнал необходимо усилить в определенной области (например, в конце длинного коридора). Распространенные типы направленных антенн включают антенны Яги, плоские антенны, параболические антенны и т. д.

Поддержка частоты. Современные антенны Wi-Fi должны поддерживать определенные диапазоны рабочих частот (например, 2,4 ГГц, 5 ГГц и даже 6 ГГц для WiFi 6E/7). Двухдиапазонные или многодиапазонные антенны могут работать в нескольких диапазонах частот одновременно и совместимы с различными стандартами Wi-Fi (например, 802.11n/ac/ax).

Поляризация. Электромагнитные волны, излучаемые антенной, имеют определенное направление электрического поля (поляризацию), например вертикальную поляризацию, горизонтальную поляризацию или круговую поляризацию. Чтобы получить наилучший эффект передачи, режимы поляризации взаимодействующих сторон должны быть максимально согласованы. Большинство устройств Wi-Fi используют антенны с вертикальной поляризацией.

Распространенные формы и приложения:

Встроенная антенна: встроена внутри устройства (например, мобильных телефонов, ноутбуков, большинства домашних маршрутизаторов), обычно небольшого размера, в основном всенаправленного или слабонаправленного типа.

Внешняя антенна: расположена снаружи устройства, обычно подключается через интерфейс (например, RP-SMA). Это обеспечивает заменяемость, и пользователи могут выбирать антенны с разным коэффициентом усиления и разной направленностью в соответствии со своими потребностями (например, расширенное покрытие, направленное соединение). Обычно используется в высокопроизводительных маршрутизаторах, беспроводных сетевых картах, точках доступа (AP) и мостовых устройствах.

Многоантенная система. Современные устройства Wi-Fi (особенно маршрутизаторы, поддерживающие технологию MIMO) обычно оснащены несколькими антеннами (например, 2x2, 3x3, 4x4). Эти антенны работают вместе, используя технологию пространственного потока для одновременной передачи и приема нескольких потоков данных, что значительно повышает скорость, емкость и надежность беспроводных сетей.