Selezione dell'antenna WiFi a lunga portata: Guida definitiva

È risaputo che la potenza del segnale WiFi tende a essere elevata quando si è vicini al router e, man mano che ci si allontana dal router, la potenza del segnale diminuisce gradualmente. Le antenne WiFi a lunga portata sono state progettate e inventate come soluzione a questo problema. Un'antenna WiFi a lungo raggio può aumentare la potenza del segnale e consentire agli utenti di connettersi da un raggio più ampio e più lungo. Le antenne a lungo raggio hanno la capacità di estrarre i segnali dal router per estenderne la portata oltre il normale raggio di trasmissione. Queste antenne sono estremamente utili quando i dispositivi dell'utente finale si trovano negli angoli più remoti di una casa, di un ufficio o di un edificio. Le antenne WiFi a lungo raggio possono anche estendere i segnali del router all'esterno dell'edificio in cui si trova il router, trasmettendo i segnali ad altre antenne o ricevitori di segnali Internet. Posizionando strategicamente le antenne WiFi a lungo raggio in una rete mesh, è possibile fornire copertura a un'area enorme, poiché le antenne rimbalzeranno i segnali l'una sull'altra per garantire una connettività completa. Le antenne WiFi a lungo raggio possono essere utilizzate per estendere la copertura della rete a cortili, garage, soffitte o altri luoghi. Possono persino trasmettere segnali a dispositivi distanti più di un chilometro.

Questo articolo fornisce una panoramica sulle antenne WiFi a lungo raggio, illustrando il loro funzionamento, i diversi tipi di antenne disponibili, i loro vantaggi, le applicazioni, le considerazioni da fare quando si sceglie un'antenna WiFi a lungo raggio e molto altro ancora.

Come funziona l'antenna WiFi a lungo raggio

In un'antenna WiFi a lunga portata, l'antenna riceve il segnale WiFi dal router e poi utilizza l'amplificatore incorporato per potenziare la potenza del segnale. Il segnale amplificato dall'antenna WiFi a lunga portata viene trasmesso attraverso gli elementi radianti dell'antenna. In un'antenna di tipo direzionale, il segnale amplificato sarà concentrato in un fascio stretto, estendendo così la copertura WiFi in quella specifica direzione. In un'antenna omnidirezionale, il segnale amplificato viene trasmesso simultaneamente in tutte le direzioni in uno schema a 360 gradi, estendendo così la copertura WiFi in tutte le direzioni. I segnali amplificati dalle antenne WiFi a lunga portata sono in grado di viaggiare più lontano e di trasmettere i segnali su distanze maggiori con un impatto minimo da parte di eventuali ostacoli o interferenze. Nel complesso, le antenne WiFi a lunga portata migliorano la portata e la copertura della rete WiFi esistente catturando e amplificando i segnali WiFi esistenti dal router.

Specifiche tecniche fondamentali da considerare

• Frequenza

La banda di frequenza operativa è uno dei parametri più importanti da considerare nelle antenne WiFi a lungo raggio. Se si considerano le due bande di frequenza più common per il WiFi, 2,4 GHz e 5 GHz, le antenne che operano nella banda 2,4GHz hanno lunghezze d'onda maggiori e quindi sono più adatte a funzionare come antenne WiFi a lungo raggio. Tuttavia, la maggior parte delle antenne WiFi moderne utilizza la banda di frequenza 5 GHz a causa dell'elevato throughput e del numero ridotto di dispositivi in questa banda di frequenza. La banda di frequenza 5 GHz ha generalmente lunghezze d'onda inferiori. La comunicazione a lungo raggio è possibile posizionando le antenne WiFi a lungo raggio della banda di frequenza 5 GHz in posizioni molto elevate, dove gli ostacoli e l'attenuazione saranno ridotti. Le antenne WiFi a lungo raggio sono disponibili in diverse modalità. In modalità a banda singola, operano nella banda 2,4 GHz o 5 GHz. In configurazione dual band, le antenne WiFi sono in grado di operare sia nella banda di frequenza 2.4 GHz sia nella banda di frequenza 5GHz su un unico dispositivo. Alcune antenne doppie consentono di passare da una banda di frequenza all'altra, mentre altre utilizzano entrambe le bande contemporaneamente. In generale, è meglio utilizzare le bande 2.4GHz per i sistemi WiFi a lungo raggio, in quanto il segnale può arrivare più lontano.

• Guadagno dell'antenna

Un'altra importante specifica tecnica è il guadagno dell'antenna. Il guadagno è una misura di quanto l'antenna amplifica il segnale o di quanta potenza di segnale può essere ottenuta dall'antenna. Più alto è il guadagno, più forte è il segnale. Determina la potenza con cui un'antenna trasmette e riceve i dati. La potenza di trasmissione può anche essere aumentata dal guadagno dell'antenna. Ciò è particolarmente utile in ambienti rumorosi e consente di trasferire dati o communicare su distanze maggiori. In genere, una potente antenna Wi-Fi a lungo raggio è in grado di trasmettere o ricevere dati a circa 30dBm di potenza di trasmissione e 20dBi di guadagno d'antenna. La classificazione dBi di un'antenna è complementare al parametro del guadagno. Indica sostanzialmente la portata che un'antenna può coprire. Se il guadagno dBi è più alto, la portata è maggiore, ma l'area di copertura potrebbe essere più piccola: in altre parole, all'aumentare del numero dBi, le antenne sono in grado di arrivare più lontano, ma l'area di copertura diminuisce.

• Schema di radiazione

La distribuzione dell'energia quando i segnali vengono irradiati da un'antenna è rappresentata dal diagramma di radiazione. Il modello di radiazione delle antenne WiFi a lungo raggio può essere classificato principalmente in due sezioni: antenne omnidirezionali e antenne direzionali. Un'antenna omnidirezionale ha un diagramma di radiazione a forma di ciambella e generalmente irradia i segnali in modo uguale in tutte le direzioni. Le antenne direzionali hanno in genere un'unica direzione di picco nel diagramma di radiazione e concentrano e irradiano i segnali in un'unica direzione.

• Polarizzazione

La polarizzazione di un'antenna descrive sostanzialmente l'orientamento con cui la maggior parte dei segnali viene irradiata dall'antenna. Sebbene esistano diversi tipi di polarizzazione, la maggior parte delle antenne Wi-Fi è polarizzata linearmente. Possono essere polarizzate verticalmente o orizzontalmente. La polarizzazione è un fattore importante da considerare nelle antenne WiFi a lungo raggio perché descrive l'orientamento in cui verrà trasmessa la maggior parte dei segnali e quindi la direzione in cui gli utenti finali devono trovarsi per connettersi alla rete.  

• Connettori

I sistemi WiFi a lungo raggio richiedono connessioni via cavo e i più diffusi sono il cavo Ethernet e il cavo coassiale. I cavi Ethernet sono generalmente utilizzati per collegare dispositivi come un router a un altro router, mentre i cavi coassiali sono utilizzati per collegare i dispositivi all'antenna. I cavi Ethernet sono cavi digitali e possono essere utilizzati per collegare i dispositivi a distanze di 30 metri con perdite minime. I cavi coassiali sono cavi analogici e in genere possono essere utilizzati per collegare i dispositivi fino a distanze di 30 metri, ma presentano perdite in dB più elevate. In generale, è meglio scegliere il cavo con la lunghezza minore e il tipo di cavo più spesso possibile.

Tipi di antenna WiFi a lunga portata

• Antenne WiFi a lungo raggio direzionali e omnidirezionali.

Le antenne WiFi a lunga portata sono disponibili sia come antenne direzionali e antenne omnidirezionali. La direzionalità dell'antenna gioca un fattore importante nelle prestazioni dell'antenna, in quanto determina la forza del segnale verso una regione e la dimensione dell'area di copertura. Le antenne direzionali sono generalmente paragonate alle torce elettriche, dove l'area di messa a fuoco del fascio luminoso è più piccola, ma può raggiungere una distanza molto maggiore. Le antenne omnidirezionali, invece, sono paragonate a lampade che distribuiscono la luce in tutte le direzioni, ma coprono solo un raggio limitato in termini di distanza. Le antenne direzionali WiFi a lungo raggio possono arrivare fino a un massimo di 8 miglia e più sono lontane, più piccolo è il modello di trasmissione. Pertanto, per ottenere prestazioni ottimali da un'antenna WiFi direzionale a lungo raggio, è necessario trovare un equilibrio tra la portata e l'area di copertura. Le antenne direzionali sono l'opzione migliore quando i segnali devono essere diretti in una direzione particolare per un'applicazione specifica. Le antenne direzionali WiFi a lungo raggio sono disponibili in diversi tipi e forme, come le antenne paraboliche, le antenne a pannello, le antenne Yagi e le antenne a settore. Queste antenne direzionali sono ideali per le applicazioni di communicazione punto-punto, in quanto indirizzano i segnali in un'unica direzione con un throughput e un'efficienza maggiori.

Le antenne WiFi omnidirezionali a lunga portata raggiungono al meglio una distanza di circa 1 miglio. Sebbene la loro distanza di trasmissione e ricezione sia inferiore, sono in grado di fornire segnali simultaneamente in tutte le direzioni, rendendole così ideali per applicazioni come amplificatori di potenza nelle reti esterne.

In generale, la direzionalità delle antenne WiFi a lungo raggio deve essere decisa in base all'applicazione.

Dipende onestamente dalla situazione. In generale, però, le antenne direzionali sono in grado di raggiungere distanze maggiori ma coprono un'area minore, mentre le antenne omnidirezionali coprono un'area maggiore ma non raggiungono la stessa distanza.

• Antenne WiFi direzionali a lungo raggio

Di seguito sono illustrati alcuni tipi di antenna direzionale disponibili come antenne WiFi a lungo raggio.

Antenne Yagi

Antenne wifi Yagi sono noti per le loro capacità altamente direzionali. Sono progettate per trasmettere e ricevere segnali da distanze molto lontane e sono persino utilizzate per testare la sicurezza di un router wireless. Lo svantaggio delle antenne Yagi è la loro dimensione massiccia e quindi non possono essere utilizzate in applicazioni di piccole dimensioni. Tuttavia, le Yagi WiFi a lungo raggio sono ideali per applicazioni come i viaggiatori in camper, i diportisti, gli edifici indipendenti o qualsiasi altro luogo in cui si voglia ottenere la migliore distanza da un segnale WiFi.

Antenne paraboliche

Antenne wifi paraboliche sono anche antenne direzionali utilizzate esclusivamente per applicazioni a lungo raggio. Le antenne WiFi paraboliche a lungo raggio hanno generalmente prestazioni migliori quando sono puntate direttamente verso la sorgente rispetto a quando sono puntate lontano dalla sorgente. Le prestazioni delle antenne WiFi paraboliche a lungo raggio possono essere ottimizzate regolando il posizionamento, l'orientamento e l'allineamento dell'antenna. Come le antenne Yagi, anche le antenne paraboliche tendono a essere piuttosto ingombranti e quindi non sono molto portatili e non sono ideali per le applicazioni su piccola scala.

Antenne a pannello

Antenne wifi a pannello sono antenne direzionali, generalmente piatte e di forma rettangolare, che offrono un'ampiezza del fascio maggiore rispetto alle antenne yagi o paraboliche. Queste antenne WiFi a lungo raggio sono tipicamente utilizzate per applicazioni come i sistemi punto-multipunto, dove i segnali devono essere trasmessi o ricevuti in più direzioni. Considerando la direzionalità, le antenne WIFi a pannello a lungo raggio sono meno focalizzate delle antenne yagi o paraboliche. Tuttavia, sono in grado di trasmettere e ricevere segnali su distanze piuttosto lunghe.

Antenne a settore

Antenne wifi a settori hanno in genere una direzionalità relativamente inferiore a quella di un'antenna Yagi, a pannello o a parabola. Tuttavia, hanno una migliore direzionalità rispetto alle antenne omnidirezionali. Le antenne settoriali WiFi hanno un guadagno elevato, approssimativamente compreso tra 13 e 16 dBi e un pattern di radiofrequenza compreso tra 60 e 180 gradi. Pertanto, un'antenna settoriale WiFi può fornire connettività a un'ampia area con una portata elevata. Le antenne settoriali WiFi sono utilizzate esclusivamente per implementare reti WiFi ad ampia diffusione. Sono ideali per reti multipoint ad alta capacità grazie al loro guadagno superiore e alle prestazioni del fascio.

• Antenne WiFi omnidirezionali a lungo raggio

Antenne WiFi omnidirezionali per esterni sono in grado di trasmettere e ricevere segnali in tutte le direzioni allo stesso modo, fornendo così una copertura a 360 gradi. Queste antenne sono più facili da installare perché non richiedono un allineamento preciso come nel caso delle antenne di tipo direzionale. Ciò consente ai dispositivi dell'utente finale di connettersi da qualsiasi direzione senza che il segnale si deteriori o cada. Le antenne omnidirezionali sono ideali per le applicazioni in cui la posizione degli utenti finali è sconosciuta o varia costantemente. Le antenne WiFi omnidirezionali sono utilizzate solo nelle case o nei piccoli uffici dove ci sono più dispositivi e utenti che accedono alla rete WiFi da posizioni diverse. Sono ideali anche per le applicazioni in cui gli utenti si spostano o cambiano continuamente posizione, come nei parchi, negli stadi, nei campus, nei centri commerciali, ecc.  

Perché l'antenna ad alto guadagno è importante per le soluzioni a lungo raggio

All'aumentare del guadagno di un'antenna, aumenta la sua potenza di trasmissione e ricezione dei segnali. Pertanto, con una potenza maggiore, aumenta la capacità di trasmettere e ricevere segnali su una distanza maggiore. Considerando l'intensità del segnale, l'uscita totale di un'antenna ad alto guadagno direzionale è notevolmente più elevata e quindi può essere utilizzata per potenziare il segnale al punto finale. Le antenne ad alto guadagno sono più tolleranti nei confronti delle interferenze e possono irradiare i segnali per distanze maggiori. In generale, il guadagno di un'antenna ha un impatto diretto sulla distanza di radiazione di un'antenna.

Applicazioni dell'antenna WiFi a lunga portata

Le antenne WiFi a lungo raggio sono utilizzate per molte applicazioni in vari settori. Di seguito sono illustrati alcuni dei casi di utilizzo delle antenne WiFi a lungo raggio.

• Connettività rurale

Le antenne WiFi a lungo raggio sono ideali per la creazione di reti WiFi in aree rurali dove le infrastrutture cablate tradizionali potrebbero non funzionare. Queste antenne sono ideali per questi casi d'uso in quanto possono fornire la connettività di rete da un'antenna a lungo raggio, garantendo la copertura di un gran numero di utenti con affidabilità.

• Hotspot Wi-Fi pubblici

Le antenne WiFi a lungo raggio sono utili per creare hotspot WiFi pubblici, che di solito vengono implementati in luoghi come bar, biblioteche, aeroporti, parchi, ecc. dove si riunisce il pubblico. Le reti WiFi in questi luoghi devono essere in grado di soddisfare un gran numero di utenti e di coprire un'ampia area. Le antenne WiFi a lungo raggio consentono di creare hotspot WiFi migliorando la copertura e la capacità in aree pubbliche solitamente congestionate.

• Eventi all'aperto

Le antenne WiFi a lunga portata sono utilizzate esclusivamente per implementare reti WiFi in luoghi ed eventi all'aperto. Sono ideali per le reti WiFi in stadi, auditorium, arene, ecc. Sono adatte anche per reti in magazzini e spazi esterni dove la connettività deve essere stabile e affidabile per lunghe distanze. Per gli eventi all'aperto, in genere si utilizzano antenne WiFi a lunga portata resistenti alle intemperie.

• Monitoraggio agricolo

Le antenne WiFi a lungo raggio sono una scelta perfetta per le soluzioni di monitoraggio in agricoltura. Soprattutto con la tecnologia IoT utilizzata nell'agricoltura moderna, le antenne WiFi a lungo raggio consentono di funzionare in modo affidabile. Le antenne WiFi a lungo raggio sono ideali per le applicazioni di smart farming e agricoltura intelligente, in quanto sono in grado di supportare prestazioni affidabili in ambienti esterni, dove le ostruzioni possono generalmente interferire con le comunicazioni a lungo raggio.

• Impianti marini e offshore

Le antenne WiFi a lungo raggio sono utilizzate in molteplici applicazioni nel settore navale. Vengono utilizzate per applicazioni di navigazione e monitoraggio, in quanto possono irradiare segnali a lunga distanza. Si tratta di un aspetto cruciale, poiché i sistemi di navigazione e sorveglianza devono funzionare in tempo reale con affidabilità e connettività di rete ad alta velocità e qualità.

• Ponte da edificio a edificio

Le antenne WiFi a lunga portata sono molto utilizzate anche nelle reti punto-punto. Se l'interferenza è bassa, possono trasmettere fino a una distanza di 1 miglio. Le antenne WiFi a lunga portata sono in grado di stabilire una rete ponte stabile grazie alle loro caratteristiche di prestazione che garantiscono una connessione forte e affidabile tra di loro.

• Campus educativi

Le antenne WiFi a lunga portata sono ideali per configurare reti wireless punto-multipunto, ad esempio per collegare più edifici a una postazione centrale. Per questi casi d'uso, le antenne WiFi omnidirezionali e direzionali a lungo raggio possono essere utilizzate insieme in una rete mesh. La rete del campus universitario è un esempio di rete punto-multipunto in cui l'antenna omnidirezionale centrale è collocata in una posizione elevata con ostacoli minimi nell'ambiente circostante e le altre antenne direzionali sono montate su altri edifici in direzioni specifiche per fornire una copertura globale al campus.

Vantaggi dell'antenna WiFi a lunga portata

• Gamma e prestazioni migliorate: Le antenne WiF a lungo raggio sono in grado di estendere la portata di una rete WiFi esistente e di renderla una connessione affidabile per gli utenti, con velocità e qualità di connessione maggiori. In questo modo gli utenti potranno connettersi anche da luoghi lontani dal punto di accesso.

• Flessibilità: Regolando il posizionamento, l'orientamento e l'allineamento dell'antenna, è possibile migliorarne le prestazioni.

• Personalizzabile: Le antenne WiFi a lungo raggio sono disponibili in un'ampia gamma di configurazioni, come quelle direzionali e omnidirezionali, con diverse specifiche di frequenza, guadagno, polarizzazione ecc.

• Ambienti specializzati: Le antenne WiFi a lunga portata sono in grado di funzionare meglio anche in ambienti difficili. Sono ideali per essere utilizzate in ambienti esterni dove potrebbero esserci più interferenze e in luoghi densamente popolati come grandi locali, magazzini, stadi, arene, ecc.

Scegliere l'antenna WiFi a lunga portata più adatta alle proprie esigenze

La scelta di un'antenna WiFi a lunga portata dipende interamente dall'applicazione e dai suoi requisiti. Di seguito sono riportati alcuni dei fattori chiave da considerare.

• Gamma: Decidere l'area di copertura totale che deve essere coperta dal diagramma di radiazione dell'antenna.
• Tipo di antenna: A seconda dei requisiti spaziali, decidere se la copertura è necessaria in una o più direzioni e quindi scegliere tra le opzioni di antenna direzionale e omnidirezionale.
• Compatibilità: Assicuratevi che l'antenna WiFi a lunga portata sia compatibile con le apparecchiature WiFi esistenti, in modo da estendere la copertura senza dover installare un'intera nuova infrastruttura.
• Facilità di installazione: Alcune antenne sono disponibili come opzioni "plug and play", mentre altre possono richiedere un'esperienza professionale. In base alle esigenze, è necessario decidere come implementare l'antenna.
• Potenza del segnale: Considerare il guadagno dell'antenna per assicurarsi che fornisca la potenza di segnale necessaria.
• Fattori ambientali: A seconda dell'ambiente operativo e delle sue condizioni atmosferiche, è necessario scegliere un'antenna in grado di resistere e fornire una connettività affidabile in quell'ambiente. È inoltre importante considerare le ostruzioni e il livello di interferenze presenti nell'ambiente operativo per scegliere un'antenna in grado di funzionare in modo efficiente anche in quell'ambiente.

Questi sono alcuni dei fattori cruciali da considerare nella scelta di un'antenna WiFi a lungo raggio per garantire una connettività Internet affidabile e ad alta velocità per l'applicazione specifica.

Quanto può raggiungere un'antenna WiFi a lunga portata

La distanza massima a cui un'antenna può irradiare i suoi segnali è una considerazione importante. Tuttavia, si tratta di una misura relativa quando si confronta il tipo di segnali che è destinata a captare. Le antenne WiFi a lunga portata possono generalmente raggiungere una distanza compresa tra 1 miglio e circa 10 miglia.

Come aumentare il segnale WiFi con un'antenna a lunga portata

Le antenne WiFi a lunga portata aumentano la potenza del segnale attirando il segnale WiFi verso di sé. Sono in grado di minimizzare l'effetto di dissolvenza del segnale man mano che ci si allontana dal router. In genere captano i segnali da un router WiFi esistente e poi li amplificano e li irradiano verso le loro direzioni di irradiazione, estendendo così la copertura della rete WiFi.

Suggerimenti per l'installazione e buone pratiche

Quando si configura un'antenna WiFi a lunga portata, è importante considerare alcuni fattori. In primo luogo, il fattore più importante da considerare è il posizionamento dell'antenna e il suo orientamento e allineamento. Si tratta di un aspetto cruciale, in quanto deve essere montata in modo da ridurre al minimo le ostruzioni e le interferenze. È meglio posizionarle in luoghi elevati. A seconda dell'ambiente operativo, è importante prendere in considerazione anche gli effetti delle condizioni atmosferiche. Le antenne devono essere montate in modo sicuro per resistere alle condizioni atmosferiche avverse. I cavi e i connettori devono essere il più corti possibile ed è meglio avere protezioni resistenti alle intemperie per le connessioni. I controlli regolari sono importanti per mantenere le prestazioni delle antenne al loro stato ottimale.

Considerazioni sui costi e budgeting

Si tratta di un parametro importante da considerare nella scelta di un'antenna WiFi a lunga portata. In base ai requisiti dell'applicazione, è necessario determinare il budget per l'antenna, in quanto aiuta a decidere l'antenna migliore senza compromettere la qualità o la funzionalità. È inoltre importante tenere conto di eventuali costi aggiuntivi di installazione e manutenzione.

Sintesi

Questo articolo fornisce una panoramica approfondita sulle antenne WiFi a lungo raggio. Si tratta di antenne progettate specificamente per facilitare le applicazioni che richiedono un aumento dei segnali per trasmettere e ricevere segnali su distanze molto lunghe senza perdere la velocità, la quantità di dati, la qualità o l'affidabilità di una normale antenna WiFi. Le antenne WiFi a lunga portata sono disponibili in varie specifiche di prestazioni e spetta all'utente scegliere l'antenna più adatta alla propria applicazione.