Antenne WiFi a settore

Le antenne WiFi settoriali sono antenne direzionali in grado di fornire una copertura per un settore o un'area specifica, concentrando i segnali WiFi in quella direzione, in genere con un angolo compreso tra 60 e 90 gradi. Ciò consente alle antenne WiFi settoriali di avere un segnale potente con un'attenuazione minima per quell'area mirata. Questo le rende ideali per essere utilizzate nei sistemi di comunicazione wireless, come le reti cellulari, per fornire copertura a un'area specifica o in grandi ambienti aperti all'esterno, come campus o stadi, dove è necessaria un'ampia area di copertura. Le antenne settoriali WiFi possono aumentare la portata e la copertura di una rete WiFi e quindi sono utilizzate esclusivamente da aziende e organizzazioni che richiedono una communicazione forte, di qualità e affidabile con interferenze ridotte su un'area ampia.  

Ora parleremo del funzionamento delle antenne WiFi a settori, delle loro caratteristiche, dei vantaggi e delle applicazioni specifiche, come le reti all'aperto, le impostazioni commercial, ecc. Le confronteremo inoltre con altri tipi di antenne come antenne omnidirezionalie l'integrazione di tecnologie avanzate come il MIMO per ottimizzare le prestazioni.

Come funzionano le antenne a settore

In parole povere, come suggerisce il nome, le antenne settoriali funzionano indirizzando i segnali in una direzione o settore specifico. Emettono un fascio stretto di segnale di elevata potenza e qualità verso quel settore specifico. L'invio di un segnale concentrato in un'area di copertura ristretta consente alle antenne WiFi a settore di fornire una migliore potenza del segnale con una ridotta interferenza da parte di altri settori o antenne vicine. Le antenne settoriali sono utilizzate esclusivamente nelle reti wireless per fornire copertura in aree specifiche come edifici, campus o stazioni base cellulari. È possibile utilizzare più antenne a settore con angoli di copertura diversi per creare un'area di copertura a 360 gradi con una rete affidabile e di alta qualità, garantendo una connettività continua per un'elevata capacità di utenti/dispositivi.

Parametri chiave

• Gamma di frequenza: Le antenne WiFi a settore utilizzano in genere le gamme di frequenza 2,4 GHz e 5GHz. Possono essere tipicamente comprese tra 2300 MHz e 2700 MHz e tra 5150 MHz e 5850 MHz. È anche possibile utilizzarle in configurazioni a doppia banda con le gamme 2.4 GHz e 5GHz combinate in un'unica antenna o in configurazioni a tripla banda con le gamme 2.4 GHz, 5GHz e ultima 6 GHz combinate insieme.
• Guadagno: Le antenne WiFi a settore hanno in genere un guadagno elevato, pari a circa 10-18dBi. Grazie all'elevato guadagno, queste antenne sono in grado di migliorare i segnali e di espandere l'area di copertura, aumentando così le prestazioni complessive dell'antenna. Ciò consente alle antenne settoriali WiFi di communicare su distanze considerevoli.
• Polarizzazione: Le antenne WiFi a settore sono in grado di supportare diversi tipi di modalità di polarizzazione. Queste antenne si trovano tipicamente in polarizzazione verticale, orizzontale o a 45 gradi. La polarizzazione corretta da utilizzare dipende dall'applicazione.
• VSWR: L'VSWR è una misura della corrispondenza tra l'impedenza di un'antenna e l'impedenza della radio o della linea di trasmissione a cui è collegata. Nelle antenne WiFi settoriali, l'VSWR è generalmente più basso e quindi le prestazioni di queste antenne sono generalmente più elevate in termini di qualità e affidabilità.
• Impedenza: L'impedenza dell'antenna è sostanzialmente la resistenza incontrata da un'antenna in un sistema di comunicazione co1TP14. L'impedenza delle antenne del settore WiFi è generalmente più bassa e quindi sono in grado di fornire una comunicazione co1TP14 con una qualità migliore e meno interferenze. L'adattamento delle impedenze consente di migliorare le prestazioni dell'antenna.
• Rapporto fronte-retro: Il rapporto fronte/retro di un'antenna è generalmente definito come il rapporto tra il guadagno di picco nella direzione di avanzamento e il guadagno a 180 gradi dietro il picco. Nelle antenne WiFi a settori è tipicamente di circa 25 dB, ma può variare in base ad altri parametri dell'antenna.

In cosa consiste un'antenna WiFi a settori?

Le antenne a settore sono generalmente costituite da più elementi d'antenna singoli disposti come un array di forma circolare o semicircolare, dove ogni elemento d'antenna è collegato a una linea di alimentazione separata. Questi elementi d'antenna sono posti di fronte a un riflettore sagomato e la forma e le dimensioni del riflettore giocano un ruolo fondamentale nel determinare le prestazioni dell'antenna. Il riflettore è solitamente un componente di forma piatta con alcune creste o caratteristiche simili lungo i bordi. Ciascuno di questi elementi/dipoli è configurato per trasmettere o ricevere onde radio in un angolo specifico. La focalizzazione dei segnali in una direzione specifica può essere ottenuta regolando la fase e l'ampiezza dei segnali inviati a ciascun elemento dell'antenna. Il riflettore di un'antenna WiFi a settori è tipicamente in alluminio e di solito ha un involucro come una cupola di radiazione, tipicamente in fibra di vetro. Le antenne WiFi a settori sono in grado di resistere anche in condizioni climatiche avverse grazie a questo rivestimento in fibra di vetro che mantiene al sicuro i componenti interni. Il numero di elementi dell'antenna, il loro schema di allineamento, la forma e le dimensioni del riflettore, la posizione e l'allineamento dell'antenna, ecc. possono avere un impatto sulle prestazioni dell'antenna. Nelle antenne WiFi a settori avanzate, le linee di alimentazione dei singoli elementi dell'antenna possono essere dotate di sfasatori per modificare o migliorare il diagramma di radiazione dell'antenna a settori.

Vantaggi delle antenne WiFi a settori

• Copertura mirata: Le antenne settoriali WiFi sono in grado di focalizzare i segnali su una copertura mirata in una direzione specifica. Questa elevata direzionalità riduce le interferenze delle antenne circostanti o di altri dispositivi di communicazione e consente di utilizzare in modo efficiente lo spettro disponibile.
• Portata e potenza del segnale migliorate: L'ampiezza del fascio focalizzato delle antenne WiFi a settore assicura che il segnale trasmesso o ricevuto abbia una forza elevata e sia in grado di propagarsi su lunghe distanze. Queste antenne ad alto guadagno sono in grado di fornire una communicazione affidabile e di alta qualità per una maggiore portata. Inoltre, distribuendo più antenne WiFi a settore, è possibile coprire un'area complessivamente più ampia.
• Riduzione delle interferenze e miglioramento delle prestazioni: Poiché le antenne settoriali trasmettono segnali in una direzione mirata, le interferenze verso quella specifica direzione sono minime. Pertanto, queste antenne sono in grado di funzionare in modo più efficiente, migliorando la velocità, la portata, la capacità, la qualità e l'affidabilità.
• Scalabilità: In base ai requisiti dell'applicazione o della rete, le antenne WiFi a settori possono essere facilmente aggiunte o rimosse, rendendole altamente scalabili e versatili. Questo è importante perché le prestazioni di una rete possono essere migliorate o ridotte cambiando il numero di antenne WiFi settoriali utilizzate. In questo modo, le reti possono essere facilmente ampliate o aggiornate.
• Compatibilità con tecnologie avanzate come MIMO: La tecnologia MIMO (Multiple Input Multiple Output) si riferisce all'utilizzo di più antenne per migliorare le prestazioni complessive di una rete, anziché affidarsi a una singola antenna ad alte prestazioni. Le antenne WiFi a settori possono essere utilizzate in configurazione MIMO per migliorare l'area di copertura complessiva, la capacità e l'affidabilità. Disponendo di più antenne, ciascuna focalizzata su una direzione specifica, è possibile fornire connettività a un'area più ampia e a un numero maggiore di utenti.
• Flessibilità di installazione: Le antenne settoriali sono disponibili in varie opzioni di montaggio e installazione e, con sufficiente consapevolezza, possono essere impiegate in modo pratico. Poiché hanno un'ampia larghezza del fascio, possono essere facilmente posizionate e installate senza richiedere un puntamento preciso. Possono essere installate senza richiedere troppe competenze professionali, riducendo la complessità e il consumo di tempo.
• Miglioramento dell'affidabilità della rete: Le antenne settoriali trasmettono e ricevono segnali forti e altamente focalizzati, con interruzioni o ostruzioni minime verso l'area interessata. Ciò garantisce una communicazione affidabile all'interno della rete.

A cosa servono le antenne settoriali WiFi?

Le antenne a settore sono utilizzate nelle applicazioni in cui è necessario fornire una copertura wireless forte e di qualità in una direzione o settore specifico. Sono utilizzate in diverse applicazioni in vari campi, di solito per coprire una vasta area con un segnale mirato. Di seguito sono descritti alcuni dei casi d'uso più comuni.

• Reti WiFi per esterni: Quando si progettano o si implementano reti WiFi per ambienti esterni di grandi dimensioni, si utilizzano in genere antenne WiFi a settore, in quanto sono in grado di fornire un segnale mirato per grandi aree con un'elevata affidabilità. Vengono utilizzate per le reti WiFi in grandi luoghi pubblici per fornire una copertura wireless continua ad alta capacità. Utilizzando più antenne settoriali orientate in direzioni diverse, è possibile creare una rete interconnessa che copre un ampio spazio esterno.
• Collegamenti punto-multipunto (PtMP): Le antenne a settore sono spesso utilizzate nelle reti punto-multipunto, dove una stazione base centrale communica con più stazioni remote. Le antenne a settore della stazione base consentono la communicazione simultanea con più stazioni remote in direzioni diverse.
• Distribuzione urbana e suburbana: Le antenne a settore sono stazioni base molto utilizzate per fornire una copertura wireless ad aree o settori specifici. Consentono di utilizzare in modo efficiente le risorse di radiofrequenza per fornire una copertura wireless nelle aree urbane, concentrando il segnale nella direzione desiderata. Allo stesso modo, nelle aree rurali dove non è possibile installare un'infrastruttura Internet cablata, le antenne settoriali possono essere utilizzate per fornire accesso a Internet a banda larga. Installando più antenne settoriali in direzioni diverse, è possibile fornire una copertura di rete wireless affidabile e di qualità a un'area urbana o suburbana più ampia. Le antenne settoriali WiFi sono utilizzate anche per creare hotspot WiFi pubblici in luoghi urbani molto affollati, come aeroporti, centri commerciali, centri cittadini, ecc. per fornire una copertura su una vasta area a un gran numero di utenti. Le antenne settoriali sono utilizzate anche dai fornitori di servizi Internet per fornire accesso a Internet a un gran numero di clienti nelle aree urbane. Interi quartieri e comunità possono essere agevolati con una rete WiFi continua grazie all'installazione di antenne settoriali. Nelle aree urbane densamente popolate, l'installazione di più antenne settoriali su una torre consente di suddividere l'area di copertura in settori più piccoli, aumentando così la capacità della rete e servendo più utenti con una connettività di rete di qualità.
• Co1TP14Complessi commerciali e industriali: Le antenne WiFi a settore sono ideali anche per la creazione di reti wireless in grandi siti industriali, grandi campus, ecc. per fornire una copertura wireless ad aree o edifici specifici. Utilizzando le antenne settoriali è possibile indirizzare aree specifiche in questi magazzini, impianti di produzione, edifici per uffici ecc. per garantire velocità, continuità e affidabilità della connettività.  
• Luoghi e arene per eventi: Le antenne settoriali sono utilizzate per facilitare la connessione wireless in luoghi di eventi e grandi spazi pubblici come aeroporti, arene, stadi, parchi ecc. per fornire una copertura wireless forte e affidabile a un'area o a un settore specifico. Poiché in queste situazioni il numero di utenti/dispositivi è enorme, le antenne WiFi a settore sono ideali per fornire una connettività continua con interferenze minime. Utilizzando le antenne WiFi a settori, è possibile garantire agli utenti di questi luoghi un'esperienza senza problemi con l'accesso a segnali wireless forti e stabili.
• Reti a maglie: Le antenne a settori possono essere interconnesse per creare reti mesh in modo da ottenere un'ampia area di copertura e una maggiore capacità. Tuttavia, la creazione di reti mesh con antenne WiFi a settori richiede un'adeguata progettazione e competenza tecnica. Nell'implementazione di reti mesh con antenne WiFi a settori, il posizionamento e l'allineamento corretti sono fondamentali per ottenere prestazioni ottimali dalle antenne.

Antenna WiFi a pannello vs antenna WiFi a settore

Le antenne WiFi a pannello e le antenne WiFi a settore possono essere utilizzate entrambe per applicazioni che richiedono la trasmissione e la ricezione mirata del segnale. Tuttavia, la scelta tra un'antenna a pannello e un'antenna a settore dipende da vari fattori legati a un'applicazione specifica. Alcuni dei fattori chiave da considerare per decidere tra i due tipi di antenne direzionali WiFi sono l'area di copertura, la gamma di frequenze, il guadagno, la polarizzazione e l'ambiente operativo.  

Sia le antenne WiFi a pannello che quelle WiFi a settore sono direzionali. Tuttavia, le antenne a pannello sono più direzionali di quelle a settore e quindi possono focalizzare meglio i segnali verso la direzione desiderata rispetto alle antenne a settore. Considerando l'area di copertura, le antenne a pannello hanno in genere un'ampiezza del fascio molto stretta, compresa tra 30 e 90 gradi, mentre le antenne a settore hanno un'area di copertura molto più ampia, con un'ampiezza del fascio compresa tra 60 e 180 gradi. Le antenne a pannello hanno un guadagno maggiore rispetto alle antenne a settore di dimensioni simili, grazie alla trasmissione del segnale altamente focalizzata. Di conseguenza, le antenne a pannello possono generalmente trasmettere o ricevere segnali su distanze maggiori rispetto alle antenne a settore. Le antenne a pannello hanno dimensioni più ridotte rispetto alle antenne a settore, il che le rende molto più comode da integrare nei sistemi più piccoli. Grazie alle loro caratteristiche prestazionali, le antenne WiFi a pannello sono ideali per i sistemi di communicazione di reti WiFi punto a punto, per le reti WiFi in ambienti urbani con forti interferenze e per le applicazioni che richiedono un segnale concentrato in una direzione. Le antenne WiFi a settore sono più adatte per le reti cellulari per la communicazione tra stazioni base, per i sistemi di communicazione punto-multipunto come le reti WiFi su larga scala, dove i segnali devono essere trasmessi a un'area di copertura relativamente più ampia. Le antenne WiFi a pannello sono più adatte a essere utilizzate in applicazioni in cui è probabile che si verifichino interferenze, mentre le antenne WiFi a settore sono generalmente utilizzate in situazioni in cui le interruzioni e le ostruzioni del segnale sono notevolmente inferiori. Un altro fattore da considerare nella scelta tra antenne WiFi a pannello e antenne a settore sono le dimensioni fisiche e la facilità di installazione. Le antenne a pannello sono relativamente più piccole e più facili da integrare in altri sistemi o da installare separatamente. Le antenne a settore richiedono più spazio per l'implementazione. In generale, le antenne WiFi a settore sembrano più adatte agli ambienti esterni e alle applicazioni su larga scala che richiedono un'ampia copertura e scalabilità, mentre le antenne WiFi a pannello sono ideali per le applicazioni mirate in interni, dove l'estetica e la facilità di installazione sono più prioritarie. La comprensione dei punti di forza e dei limiti di ciascun tipo di antenna aiuterà a scegliere tra antenne WiFi a pannello e antenne a settore per un'applicazione specifica, al fine di ottenere prestazioni e copertura ottimali.

Quanto può arrivare l'antenna di un settore WiFi

La portata di un'antenna settoriale dipende da diversi fattori. Varia in modo significativo in base al progetto dell'antenna, al posizionamento e all'allineamento, alla frequenza, al guadagno e ad altre caratteristiche di prestazione e all'ambiente in cui opera. In genere, la portata di un'antenna settoriale WiFi è considerata compresa tra centinaia di metri e diversi chilometri. In luoghi molto densi e con molte ostruzioni, la portata può essere limitata a poche centinaia di metri. Nelle aree rurali con una linea visiva chiara e interferenze minime, la portata può arrivare a diversi chilometri. La portata può essere regolata aumentando o diminuendo la potenza di uscita dell'antenna.

Antenna WiFi a settori con tecnologia MIMO

La tecnologia MIMO è estremamente importante nei moderni sistemi di comunicazione co1TP14. L'uso di antenne settoriali WiFI in configurazione MIMO consente di aumentare comodamente le prestazioni complessive di un'unità d'antenna. Combinando più antenne settoriali WiFi è possibile fornire una copertura anche a 360 gradi. Antenne settoriali MIMO sono in grado di trasmettere dati su una polarizzazione e di ricevere dati sull'altra polarizzazione simultaneamente, offrendo così agli utenti il vantaggio di avere communicazione multithreading con l'uso di una sola antenna invece di antenne multiple. Il MIMO è utilizzato esclusivamente negli standard Wi-Fi come 802.11n, 802.11ac e 802.11ax per ottenere prestazioni migliori, come velocità di trasmissione dati più elevate, copertura migliore, meno interferenze e qualità più elevata.

Considerazioni sull'installazione e la distribuzione

L'installazione e l'impiego di antenne WiFi a settori possono essere piuttosto complesse. L'installazione e l'allineamento corretto possono essere un po' impegnativi, soprattutto quando si utilizzano più antenne per coprire settori diversi. Ciò può richiedere competenze professionali per progettare e pianificare correttamente la posizione e l'orientamento delle antenne per ottenere prestazioni ottimali. Le antenne WiFi settoriali devono essere montate di solito in posizioni elevate, in una direzione e con un angolo specifici per fornire una copertura ottimale, il che potrebbe richiedere attrezzature aggiuntive come staffe di montaggio, torri, staffe a muro, ecc. Quando si installa un'antenna WiFi settoriale, è importante considerare anche l'ambiente operativo, poiché le ostruzioni fisiche come edifici, alberi o colline possono influire sulle prestazioni dell'antenna. Per superare la perdita di segnale causata da tali ostacoli, potrebbero essere necessarie antenne con guadagni più elevati o il montaggio ad altezze molto elevate.

Confronto con le antenne WiFi omnidirezionali

Le antenne a settore, come discusso in questo articolo, sono antenne progettate per fornire copertura in una direzione o settore specifico. Di solito hanno un'ampiezza di fascio ridotta e possono fornire communicazione su una distanza maggiore in quella specifica direzione trasmettendo e ricevendo segnali forti e mirati. Sono utilizzate esclusivamente nelle reti punto-multipunto, dove è necessario coprire un settore specifico con un'elevata potenza del segnale e mantenere una connettività di rete affidabile in quella direzione.

Le antenne omnidirezionali, invece, sono in grado di fornire una copertura in tutte le direzioni, trasmettendo e ricevendo simultaneamente i segnali in uno schema di copertura a 360 gradi. Di solito hanno un'ampiezza del fascio maggiore e possono coprire un'area più vasta. Tuttavia, poiché i segnali vengono trasmessi in un'area di copertura più ampia, la portata della communicazione e la potenza del segnale verso una direzione specifica saranno molto più basse. Le antenne WiFi omnidirezionali sono utilizzate esclusivamente nelle reti punto-punto o in applicazioni che richiedono una copertura in tutte le direzioni, come ad esempio in un ambiente urbano densamente popolato, in un'arena aperta, nelle sale conferenze degli uffici, ecc.

La scelta tra antenne WiFi a settori e antenne WiFi omnidirezionali dipende dall'applicazione. Nella scelta del tipo di antenna per la rete WiFi è necessario considerare i requisiti specifici della rete, le condizioni di implementazione della rete, l'uso e la capacità previsti, ecc. Le antenne a settore sono la scelta migliore se il requisito principale è la creazione di una rete WiFi ad alta potenza, alta velocità di trasmissione dati, bassa latenza, alta qualità e affidabilità verso una direzione mirata. Un'antenna WiFi omnidirezionale è la scelta migliore se l'esigenza principale è quella di fornire una copertura in tutte le direzioni in modo uniforme e simultaneo o di fornire una copertura a un'area più ampia senza concentrarsi su una direzione specifica.

Conclusione

Le antenne settoriali WiFi svolgono un ruolo cruciale nel miglioramento delle connessioni wireless nel moderno settore della communicazione. Le antenne settoriali WiFi hanno permesso la communicazione direzionale con guadagni elevati, velocità di trasmissione dati più elevate, riduzione delle interferenze e aumento della capacità e della copertura di rete. La combinazione di più antenne settoriali WiFi in una rete mesh o in una configurazione MIMO consente di fornire una copertura anche a 360 gradi e quindi le reti WiFi possono essere configurate in modo efficiente e ottimizzato con una corretta pianificazione e implementazione. La scelta dell'antenna WiFi settoriale più adatta a un'applicazione dipende dai parametri di prestazione dell'antenna, come la frequenza operativa, il guadagno, la polarizzazione, ecc. nonché dal posizionamento e dall'allineamento, dall'ambiente operativo e dalle condizioni atmosferiche, ecc. Questo articolo ha anche fornito un breve confronto tra antenne WiFi a settori e antenne WiFi a pannelli, nonché tra antenne WiFi a settori e antenne WiFi omnidirezionali. Con il rapido sviluppo della tecnologia, anche le antenne e le loro prestazioni continueranno a migliorare e a evolversi. Capire come funzionano le antenne a settori vi permetterà di ottenere le massime prestazioni dall'antenna e di garantire connessioni wireless senza interruzioni e un'esperienza utente senza problemi.