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产品名称: AIR-ANT4941
产品型号: AIR-ANT4941
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产品介绍

  概述

  本天线参考指南旨在提供必要信息,以帮助读者了解在使用Cisco® Aironet®无线局域网系统或无线网桥系统时的天线问题和各种考虑因素。本文具体介绍了天线的部署和设计、限制和功能,以及关于天线的基本理论。此外,本文档中也包括思科系统公司®天线和附件的信息,以及可用天线的安装场合、法规遵从性信息,技术规格与图片。

  天线简介

  每款Cisco Aironet无线产品都能适用于多种环境。实施天线系统能大幅扩展覆盖范围,提高性能。如需优化思科无线局域网的整体性能,了解如何运用适当的天线和正确部署来优化无线覆盖范围是非常重要的。一个天线系统由多个组件组成,包括天线、安装硬件、连接器、天线布线,在某些情况下,还包括一个避雷器。如需咨询具体信息,请访问以下网址,联系一位Cisco Aironet合作伙伴: http://tools.cisco.com/WWChannels/LOCATR/jsp/partner_locator.jsp

  思科合作伙伴能提供现场工程帮助,以满足客户的复杂需求。

  无线技术

  在上世纪80年代中期,美国联邦通信委员会(FCC)修改了无线频谱法规中有关未许可设备管理的第15部分。所作的修改授权无线网络产品能使用扩展频谱调制而在工业、科学和医疗(ISM)频带中运行。这类调制过去一直仅允许军用产品使用。ISM频率有三个不同的频带,分别为900 MHz、2.4 GHz和5 GHz。本文讨论2.4和5-GHz频带。

  ISM频带一般无需特定许可证,即允许用户使用无线产品,但不同国家有不同规定。在美国,无需FCC许可证。产品本身必须满足某些认证要求才能销售,如运行时发射器输出功率低于1W(美国)、天线增益或有效全向辐射功率(EIRP)值最高等。

  Cisco Aironet产品线使用2.4和5-GHz频带。在美国,有三个频带被定义为未许可频带,称为ISM频带。ISM频带如下:

  900 MHz(902-928 MHz)

  2.4 GHz(2.4-2.4835 GHz)—IEEE 802.11b

  5 GHz(5.15-5.35和5.725-5.825 GHz)—IEEE 802.11a、HIPERLAN/1和HIPERLAN/2。该频带也称为UNII频带,有3个子频带:UNII1(5.150-5.250 GHz)、UNII2(5.250-5.350 GHz)和UNII3(5.725-5.825 GHz)

  每个频带都有不同的特性。较低的频率覆盖范围较大,但带宽有限,因此数据传输率较低。较高的频率覆盖范围小,在遇到坚硬物体时衰减幅度大。

  直接序列扩展频谱

  直接序列(DS)扩展频谱方法将冗余信息编码为RF信号。每个数据位被扩展为一串码片,称为码片序列或Barker序列。美国FCC规定,码片率在1和2-Mbps时为10个码片,在11-Mbps时为8个码片。因此,在11 Mbps时,每一位数据传输8位码片。码片序列通过扩展频谱频率信道并行传输。

  跳频扩展频谱

  跳频(FH)扩展频谱使用以预定义时间和信道从一个频率跳转到另一频率的无线收发器。法规要求使用任意一个信道的最长时间为400毫秒。对于1-Mb和2-Mb FH系统,跳转模式必须包括75个不同的信道。再次使用任一信道前,必须已使用过每个信道。而对于支持10-Mb数据传输速率的宽频跳频(WBFH)系统,法规要求使用至少15个信道,且它们不能重叠。因为只有83 MHz的频谱,它将系统限制为15个信道,这会造成可扩展性问题。

  在发射器功率和天线都相同的情况下,DS系统的覆盖范围、可扩展性和吞吐率都要优于FH系统。因此,思科在扩展频谱产品中仅支持DS系统。

  正交频分多路复用

  与较早的DS系统相比,在802.11a和802.11g数据传输中使用的正交频分多路复用(OFDM)提供了更高性能。在OFDM系统中,每个音与邻接的音正交, 因此不像DS那样需要安全频带。此安全频带降低了带宽使用效率,浪费了50%的可用带宽。因为OFDM由多个窄频音组成,窄频干扰只会影响信号的很小一部分,而对其他部分的频率几乎无影响。

  天线的属性和额定值

  天线为无线系统提供了三个基本属性-增益、方向和极化。增益主要衡量功率的增长。方向是对发射模式的整形。天线非常类似于手电筒中的反射罩。反射罩向一个特定方向集中并强化光束,相当于无线系统中抛物面碟式天线对RF源所起的作用。

  额定天线增益以分贝为单位,是一个比值。天线额定值一般是各向同性天线或偶极天线的增益。各向同性天线是一个理论化的天线,具有统一的三维辐射模式(类似于无反射罩的灯泡)。dBi用于比较特定天线与理论化的各向同性天线的功率水平。美国FCC在计算中使用dBi。各向同性天线被认为功率值为0 dB;例如,与其自身相比时为零增益/损耗。

  与各向同性天线不同,偶极天线是实际天线(偶极天线是Cisco Aironet接入点、基站和工作组网桥的标准配置)。偶极天线的辐射模式与各向同性天线不同,其辐射模式为水平360度、垂直75度(假定偶极天线垂直部署),覆盖形状为环形。因为波束“稍微”集中,所以偶极天线在水平方向的增益比各向同性天线高2.14dB。也就是说,偶极天线的增益为2.14 dBi(与各向同性天线相比)。

  一些天线的额定值是以偶极天线为基准得出的,以dBd表示。因此,偶极天线的增益为0 dBd(= 2.14 dBi)。

  请注意,本文多数地方谈到偶极天线时,都称其增益为2.2 dBi。实际数据是2.14 dBi,但通常小数进位为2.2 dBi。

  天线类型

  思科提供了不同类型的天线,与2.4 GHz接入点和网桥产品线,以及5 GHz BR1400网桥共用。每款销售的天线都已得到了FCC认可。每种天线类型提供不同的覆盖范围。随着天线增益的提高,覆盖范围会受到一定影响。通常增益天线提供较长的覆盖距离,单仅覆盖某一特定方向。下面的辐射模式介绍了思科提供的各类天线的覆盖范围,这其中包括:全向、八木和平板式天线。

  全向天线

  全向天线(图1)提供360度辐射模式。这类天线用于需要天线信号覆盖所有方向的场合。标准的2.14 dBi“Rubber Duck”天线即是一种全向天线。

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