Antenne WiFi Yagi

Un'antenna Yagi è un tipo di antenna direzionale che utilizza più elementi risonanti paralleli per focalizzare le onde radio in una particolare direzione. Sono spesso utilizzate per la communicazione a lungo raggio, in quanto possono fornire un guadagno significativo rispetto alle antenne omnidirezionali. Le antenne WiFi Yagi sono progettate specificamente per l'uso con le reti WiFi e possono essere utilizzate per estendere la portata di un segnale WiFi o per migliorare la qualità del segnale in aree con copertura debole.

Che cos'è un'antenna Yagi?

Un'antenna Yagi-Uda, spesso indicata semplicemente come Yagi, è un'antenna direzionale altamente efficiente nel concentrare l'energia in una direzione specifica. Sviluppata da Shintaro Uda e Hidetsugu Yagi negli anni '20, questo tipo di antenna è noto per la sua costruzione relativamente semplice e per la sua efficacia nell'aumentare la portata del segnale.

L'antenna Yagi è tipicamente composta da diversi elementi, come un riflettore, un elemento pilotato (dipolo) e uno o più direttori. Il riflettore si trova sul retro, l'elemento pilotato è al centro e i direttori sono posizionati davanti all'elemento pilotato. Ogni componente svolge un ruolo chiave nel migliorare il guadagno e la direzionalità del segnale. L'allineamento e la lunghezza di questi elementi sono essenziali per ottimizzare la focalizzazione del segnale e ridurre al minimo le interferenze.

Spiegazione del funzionamento delle antenne Yagi

L'antenna Yagi funziona concentrando le onde elettromagnetiche in una direzione specifica. Quando viene utilizzata per trasmettere segnali, dirige le onde radio lungo l'asse dei suoi elementi, aumentando la potenza del segnale in quella particolare direzione. Quando viene utilizzata per la ricezione, ha lo stesso effetto, consentendo un rilevamento più sensibile del segnale su lunghe distanze.

Ecco una panoramica dei componenti principali e delle loro funzioni,

• Riflettore: È l'elemento più lungo posto sul retro dell'antenna, in direzione opposta a quella del percorso del segnale. Il riflettore aggiunge guadagno riflettendo l'energia prodotta dall'elemento pilotato e inviandola in un'unica direzione. Il riflettore contribuisce inoltre a bloccare i segnali indesiderati provenienti da dietro e aumenta il guadagno in avanti. La lunghezza del riflettore è di 5% più lunga dell'elemento pilotato.
• Elemento pilotato: L'elemento guidato, solitamente un dipolo, è il principale elemento attivo. È responsabile della cattura o dell'emissione dei segnali radio e ha un diametro maggiore rispetto agli altri elementi. Ciò consente all'elemento di assorbire più energia per aumentare la larghezza di banda.
• Direttori: Sono gli elementi posti davanti all'elemento pilotato. Il loro ruolo è quello di focalizzare le onde radio, fornendo una maggiore direzionalità e migliorando il guadagno. I direttori multipli danno luogo a un fascio più focalizzato. Si tratta di un elemento parassita corto, che è circa 5% più corto del dipolo. Ha un diametro minore rispetto agli altri elementi e ha un diametro minore rispetto agli altri elementi. Ciò contribuisce a garantire che l'antenna sia risonante su una particolare frequenza.

Questa focalizzazione direzionale rende le antenne Yagi perfette per potenziare i segnali dove è necessaria una precisione millimetrica, ad esempio in luoghi remoti o in aree che necessitano di una copertura WiFi specifica.

Gamma di frequenza per l'antenna WiFi Yagi

Le antenne WiFi Yagi sono progettate specificamente per operare sulle bande di frequenza 2,4 GHz e 5 GHz, che oggi sono standard per la maggior parte delle reti WiFi. Ecco come funziona ogni gamma di frequenza:

2,4 GHz: Si tratta della frequenza più common utilizzata per le reti WiFi. Un'antenna Yagi sintonizzata per 2,4 GHz può fornire un'estensione significativa del raggio d'azione, rendendola adatta ad applicazioni in ambienti sia urbani che rurali dove è richiesta una copertura a lunga distanza. Questa banda può essere soggetta a interferenze a causa del fatto che alcuni dispositivi come telefoni cordless, forni a microonde e dispositivi Bluetooth che utilizziamo nella vita di tutti i giorni utilizzano questa banda.

5 GHz: Questa frequenza offre una maggiore velocità di trasmissione dei dati, ma con una portata inferiore rispetto a 2,4 GHz. Un'antenna Yagi progettata per 5 GHz è ideale per ambienti con livelli di interferenza più elevati, in quanto il fascio più stretto riduce il rumore dei dispositivi vicini. In questa banda sono presenti meno dispositivi e si possono verificare poche interferenze.  

La scelta tra queste frequenze dipende dalle vostre esigenze specifiche. Se avete bisogno di portata, optate per 2,4 GHz, se la velocità è una priorità, scegliete 5 GHz.

Caratteristiche principali delle antenne WiFi Yagi

Le antenne WiFi Yagi sono dotate di diverse caratteristiche chiave che le rendono una scelta popolare per la maggior parte delle applicazioni,

• Alto guadagno direzionale: Una delle caratteristiche più significative delle antenne WiFi Yagi è l'elevato guadagno direzionale. Grazie al loro modello di fascio focalizzato, queste antenne possono fornire un guadagno fino a 20 dBi. Questo guadagno elevato significa che l'antenna può trasmettere e ricevere segnali su distanze molto maggiori rispetto alle antenne omnidirezionali standard. Il segnale altamente concentrato consente una communicazione efficace su lunghe distanze, rendendo queste antenne ideali per collegare luoghi remoti. Inoltre, concentrando il segnale in una direzione specifica, le antenne Yagi riducono le interferenze provenienti da altre fonti, ottenendo un segnale più chiaro con meno interruzioni, un aspetto fondamentale per le applicazioni che richiedono una connettività stabile.
• Dimensioni compatte: Un altro vantaggio delle antenne WiFi Yagi è la loro dimensione relativamente compatta. Sono tipicamente più piccole e leggere rispetto ad altre antenne ad alto guadagno come le antenne paraboliche, il che le rende più facili da maneggiare e installare senza la necessità di attrezzature specializzate. Il loro design compatto consente un'installazione flessibile in vari luoghi, come tetti o edifici. Questa versatilità significa che possono essere montate su abitazioni, edifici commerciali o persino su unità mobili come camper e barche. Le dimensioni ridotte riducono inoltre al minimo l'impatto visivo, a tutto vantaggio delle aree residenziali in cui l'estetica è molto severa. La facilità di installazione e la trasportabilità ne fanno una scelta pratica sia per installazioni permanenti che temporanee.
• Costo: Queste antenne sono in genere meno costose di altri tipi di antenne ad alto guadagno, il che le rende una soluzione economicamente vantaggiosa.
• Larghezza di fascio: queste antenne hanno una larghezza di fascio relativamente stretta che aiuta a focalizzare maggiormente il segnale sul ricevitore.
• Durata: Queste antenne sono progettate per resistere alle condizioni esterne, il che le rende perfette per le installazioni rurali o industriali.

Queste caratteristiche fanno sì che le antenne Yagi possano estendere la copertura WiFi in modo efficace e affidabile.

Applicazioni in vari campi

Le antenne WiFi Yagi sono versatili e trovano applicazione in numerosi campi. Alcuni degli usi più comuni sono,

Accesso a Internet nelle zone rurali:

In luoghi remoti dove i servizi a banda larga tradizionali non sono disponibili o non sono affidabili, le antenne WiFi Yagi possono essere utili. Concentrando il segnale verso il fornitore di servizi Internet più vicino, colmano il divario di connettività. Ad esempio, gli utenti delle zone rurali possono utilizzarle per collegare la propria abitazione a servizi Internet situati a chilometri di distanza, consentendo l'accesso alla connettività di rete.

Reti WiFi punto-punto:

Negli ambienti urbani, le aziende hanno spesso bisogno di collegare più edifici separati da una certa distanza. Le antenne WiFi Yagi possono stabilire connessioni stabili punto-punto tra questi luoghi. Ciò è particolarmente utile per espandere l'infrastruttura di rete senza dover ricorrere a costose connessioni cablate.

Estensione della portata WiFi:

Se avete una proprietà di grandi dimensioni e dovete estendere la copertura WiFi dall'edificio principale ad aree come il garage, l'officina o la casa degli ospiti, un'antenna Yagi fornisce il segnale mirato necessario. In questo modo si garantisce la connettività in tutta la proprietà senza dover ricorrere a più router.

Reti di telecamere di sicurezza:

Le telecamere di sicurezza per esterni richiedono spesso una connessione WiFi affidabile per trasmettere le riprese a un sistema centrale. Le antenne WiFi Yagi possono estendere la copertura di rete per raggiungere queste telecamere, garantendo una connettività costante e affidabile.

Gestione degli eventi:

In situazioni come festival, concerti o grandi raduni, vengono spesso create reti WiFi temporanee per gestire l'aumento della domanda. Le antenne Yagi possono essere utilizzate per concentrare il segnale verso le aree con la maggiore concentrazione di utenti, migliorando l'esperienza dell'utente.

Operazioni di soccorso in caso di calamità:

Dopo un disastro naturale, le reti di comunicazione co1TP14 sono spesso interrotte. Le antenne WiFi Yagi possono essere utilizzate per stabilire collegamenti temporanei di communicazione, per aiutare le operazioni di soccorso fornendo una connettività essenziale per il coordinamento.

Uso marino e camperistico:

Per chi si trova in barca o in un veicolo ricreazionale, le antenne WiFi Yagi sono in grado di captare i segnali WiFi distanti dai porti turistici, contribuendo così a fornire l'accesso a Internet.

Utilizzando le antenne WiFi Yagi in queste applicazioni, gli utenti possono superare i limiti delle reti WiFi standard, ottenendo una portata maggiore e connessioni più affidabili.

Che distanza raggiunge l'antenna WiFi Yagi?

La portata di un'antenna WiFi Yagi dipende da diversi fattori, tra cui la frequenza, il numero di registi, le condizioni ambientali e gli ostacoli. In generale, un'antenna Yagi ben posizionata con un guadagno elevato (circa 15-20 dBi) può raggiungere distanze di diversi chilometri in condizioni di visibilità.

Banda 2.4 GHz: Un'antenna Yagi 15 dBi operante a 2,4 GHz può raggiungere distanze di 5-10 km se utilizzata per applicazioni punto-punto.

Banda 5 GHz: A causa della frequenza più elevata, il segnale 5 GHz può essere più facilmente ostacolato, ma con un'antenna Yagi ad alto guadagno è comunque possibile raggiungere una distanza di 3-5 km.

La distanza effettiva dipende da ostacoli come edifici, alberi e altre interferenze ambientali.

Vantaggi delle antenne WiFi Yagi

• Maggiore potenza del segnale: Concentrando il segnale in una direzione specifica, le antenne WiFi Yagi garantiscono una connessione più forte e affidabile.
• Connettività a lungo raggio: Queste antenne sono ideali per collegare i dispositivi a lunghe distanze dove i segnali WiFi standard non funzionano.
• Riduzione delle interferenze: La focalizzazione direzionale di queste antenne riduce le interferenze da parte di altri dispositivi e reti.
• Miglioramento della stabilità della rete: Grazie a queste antenne, possiamo ottenere una connettività costante, che si traduce in un minor numero di interruzioni di connessione e in migliori prestazioni complessive.
• Convenienti: Queste antenne offrono una soluzione economica per estendere la portata della rete senza investire in cavi aggiuntivi.

Limiti e sfide

Sebbene le antenne WiFi Yagi offrano molti vantaggi, presentano anche alcune limitazioni. Analizziamoli,

• Allineamento: Per ottenere prestazioni ottimali, l'antenna deve essere orientata con precisione verso la sorgente del segnale o il ricevitore di destinazione. Questa operazione può richiedere tempo e competenze professionali per l'installazione.
• Copertura direzionale: L'antenna si concentra su un'area ristretta, per cui i dispositivi che si trovano al di fuori di questo intervallo potrebbero non ricevere alcun segnale.
• Complessità di installazione: Il montaggio dell'antenna può essere complesso per gli utenti, a causa della necessità di un posizionamento direzionale.
• Dimensioni fisiche: Alcune antenne Yagi ad alto guadagno possono essere di grandi dimensioni, il che le rende meno adatte a specifiche
• Regolamenti legali: In alcune regioni, l'uso di antenne ad alto guadagno può essere soggetto a restrizioni normative. È necessario garantire la conformità alle leggi locali.

Antenna WiFi Yagi vs. Antenna WiFi a pannello

Quando si sceglie tra un'antenna WiFi Yagi e una Antenna a pannello WiFiè necessario considerare le seguenti differenze,

Antenna Yagi

• Guadagno: In genere offre un guadagno più elevato, che lo rende adatto a distanze maggiori.
• Direzionalità: altamente direzionale, focalizza il segnale in un fascio stretto.
• Dimensioni: Può essere più grande e più difficile da installare.
• Queste antenne sono ideali per le connessioni punto-punto e per gli scenari in cui l'obiettivo è fisso e conosciuto.

Antenna a pannello

• Guadagno: In genere queste antenne hanno un guadagno inferiore rispetto alle antenne Yagi.
• Direzionalità: Semi-direzionale con un'ampiezza di fascio più ampia, che copre un'area più vasta.
• Dimensioni: Solitamente più compatte e facili da montare.
• Queste antenne sono ideali per coprire aree più ampie, come le sale conferenze.

Antenna WiFi Yagi vs. Antenna WiFi Parabolica

Confronto tra antenne WiFi Yagi e Antenne paraboliche WiFi vi aiuterà a selezionare l'antenna adatta in base al vostro caso d'uso.

Antenna Yagi

• Guadagno: Guadagno da moderato a elevato, adatto a distanze medio-lunghe.
• È relativamente più facile da installare e allineare.
• Generalmente più conveniente.
• Sono utili per gli utenti quotidiani che hanno bisogno di estendere il WiFi su distanze moderate.

Antenna parabolica

• Guadagno: Guadagno estremamente elevato, in grado di raggiungere distanze molto elevate (fino a 50 km o più).
• Richiede un allineamento preciso e un'installazione professionale.
• Più costoso a causa della complessità del progetto.
• Questi possono essere utilizzati in applicazioni come i collegamenti punto-punto a lunga distanza nelle telecomunicazioni.

Con quali dispositivi può essere compatibile questa antenna?

L'antenna WiFi Yagi è molto versatile e compatibile con un'ampia gamma di dispositivi che supportano antenne esterne operanti sulle bande 2,4 GHz o 5 GHz. Esaminiamo i dispositivi compatibili con queste antenne,

• Router WiFi: Aggiungendo un'antenna WiFi Yagi al router, si può aumentare notevolmente la portata del segnale. È utile se si desidera indirizzare il segnale WiFi verso un'area specifica, come un altro edificio nelle vicinanze o una stanza particolare della casa.
• Punti di accesso: Per le aziende che dispongono di aree estese, il collegamento dei punti di accesso esterni a una sorgente WiFi centrale può risultare difficoltoso. Un'antenna Yagi può estendere la portata, garantendo una copertura uniforme in tutta l'area.
• Ripetitori WiFi: questi dispositivi possono utilizzare antenne Yagi per catturare e amplificare i segnali deboli dal router principale, estendendo il raggio d'azione della rete senza ridurre la potenza del segnale.
• Adattatori WiFi USB: Se si utilizza il computer in un luogo remoto con scarsa ricezione WiFi, collegando un'antenna Yagi a un adattatore WiFi USB si può ottenere una connettività a lungo raggio. Questa configurazione è ideale anche per camper, barche o case rurali.
• Ponti wireless: Stabilire un ponte wireless tra due reti in edifici diversi diventa più fattibile con l'uso di un'antenna Yagi. Garantirà una connessione stabile senza la necessità di cavi fisici.
• Telecamere di sicurezza: Le telecamere IP da esterno spesso richiedono un segnale WiFi forte per trasmettere video ad alta definizione al DVR. Un'antenna Yagi può contribuire a migliorare la connettività, garantendo il monitoraggio e la registrazione in tempo reale senza alcun problema.
• Dispositivi IoT: I dispositivi Internet of Things come sensori, contatori intelligenti e apparecchiature di monitoraggio remoto possono mantenere una connessione affidabile con un altro dispositivo che si trova a una distanza maggiore grazie all'uso di un'antenna Yagi.

Impatto sulla connettività remota e rurale

Le antenne WiFi Yagi sono essenziali per le aree remote e rurali dove manca l'infrastruttura Internet tradizionale. Ecco come possono avere un impatto significativo,

• Colmare la divisione digitale: Consentendo connessioni a lunga distanza, le antenne Yagi possono fornire l'accesso a Internet a comunità che altrimenti potrebbero essere scollegate. Questo accesso è fondamentale per l'istruzione, l'assistenza sanitaria e lo sviluppo economico.
• Economico: Nelle aree remote, l'installazione di connessioni cablate può essere molto costosa Le antenne Yagi offrono un'alternativa più conveniente, utilizzando le reti wireless esistenti.
• Apprendimento a distanza: Con una connessione Internet affidabile, gli studenti delle aree rurali possono partecipare a lezioni online, accedere a risorse educative e partecipare a riunioni virtuali.
• Opportunità di lavoro a distanza: I professionisti che vivono in località remote possono lavorare da casa in modo efficace, contribuendo all'economia locale e riducendo la necessità di trasferimenti, che influiscono direttamente su molti aspetti in modo positivo.
• Servizi sanitari: La telemedicina diventa fattibile con una connessione internet stabile, consentendo ai residenti di consultarsi con professionisti del settore medico senza dover percorrere lunghe distanze.
• Comunicazioni di emergenza: Nelle aree soggette a disastri naturali, le antenne Yagi possono essere utilizzate per stabilire rapidamente reti di comunicazione di emergenza.

Installazione e configurazione

L'installazione di un'antenna WiFi Yagi può sembrare un'operazione complessa, ma con un'attenta cura dei dettagli è possibile ottimizzarne le prestazioni in modo significativo. Una corretta installazione garantisce il massimo beneficio in termini di potenza del segnale e di portata. Ecco una guida dettagliata per aiutarvi nel processo,

Montaggio

• Scegliere un punto elevato, come un tetto o una torre, per ridurre al minimo le ostruzioni. Più alta è l'antenna, più chiara è la linea di vista, importante per la propagazione del segnale.
• Assicuratevi che non vi siano edifici, alberi o altre strutture nelle vicinanze che possano bloccare o riflettere il segnale. Anche piccole ostruzioni possono ridurre significativamente le prestazioni.
• Sebbene l'altezza sia importante, assicuratevi che la posizione sia accessibile in modo sicuro per l'installazione e la manutenzione futura.
• Optate per pali o staffe di montaggio realizzati con materiali resistenti alle intemperie, come l'acciaio zincato o l'alluminio, per sopportare le condizioni ambientali più difficili.
• Serrare tutti i bulloni, le viti e i raccordi per evitare spostamenti dovuti al vento o a qualsiasi altra condizione ambientale. Un'antenna traballante può causare fluttuazioni del segnale e disallineamento nel tempo.
• Nelle aree soggette a venti forti, assicurarsi che il sistema di montaggio sia in grado di sopportare le sollecitazioni aggiuntive. Per stabilizzare l'antenna si possono utilizzare dei tiranti.

Allineamento

• Determinare la posizione esatta della sorgente WiFi, che sia un router, un punto di accesso o un'altra antenna. A tale scopo si possono ottenere le coordinate GPS o utilizzare punti di riferimento.
• Tenere presente le caratteristiche geografiche tra l'antenna e la sorgente del segnale. Colline, valli o specchi d'acqua possono influenzare la propagazione del segnale.
• È possibile utilizzare una bussola per impostare la direzione corretta e un dispositivo GPS per confermare la direzione esatta.
• Applicazioni come WiFi Analyzer possono aiutare a identificare la potenza e la direzione del segnale, contribuendo a un allineamento preciso.
• Per le lunghe distanze, è possibile utilizzare puntatori laser e binocoli per assicurarsi che l'antenna sia puntata con precisione sul bersaglio.
• Effettuare piccole regolazioni orizzontali e verticali mentre si controlla l'intensità del segnale.
• Per ottenere prestazioni ottimali, accertarsi che la polarizzazione dell'antenna (verticale o orizzontale) corrisponda a quella della sorgente del segnale.
• Una volta raggiunto l'allineamento ottimale, serrare tutte le parti mobili per mantenere la posizione.
• È possibile rivedere il sito periodicamente, soprattutto dopo forti venti o tempeste, per verificare che non si sia spostato.

Connessione

• Per ridurre al minimo la perdita di segnale, utilizzare cavi a bassa perdita come LMR-400 o RG-6 per tratte fino a 30 metri.
• Mantenere la lunghezza del cavo il più possibile ridotta. I cavi più lunghi aumentano l'attenuazione, riducendo la potenza del segnale.
• Assicurarsi che i connettori del cavo corrispondano a quelli dell'antenna e del dispositivo WiFi. I connettori Common sono di tipo N, SMA e RP-SMA. Seguire le linee guida del produttore per il fissaggio dei connettori per evitare danni.
• Utilizzare un filo conduttore spesso collegato dal supporto dell'antenna a un punto di messa a terra adeguato.
• Infilare un tondino di rame o di acciaio zincato per almeno 3 metri nel terreno in una posizione vicina all'antenna.
• Installare un parafulmine in linea con il cavo coassiale, collegandolo a terra in modo appropriato per deviare le sovratensioni lontano dalle apparecchiature.

Sintesi

L'antenna WiFi Yagi è uno strumento versatile e potente per migliorare la connettività wireless. Concentrando i segnali in una direzione specifica, fornisce connessioni più forti e affidabili su distanze maggiori. Che si tratti di eliminare le zone morte in casa, di collegare gli edifici di un complesso aziendale o di portare l'accesso a Internet nelle aree rurali, un'antenna WiFi Yagi offre una soluzione pratica ed economica.

Sebbene richieda un allineamento preciso e un'installazione accurata, i vantaggi in termini di maggiore potenza del segnale, estensione della portata e riduzione delle interferenze la rendono una scelta eccellente per superare le sfide della connettività. Capendo come selezionare, installare e utilizzare un'antenna WiFi Yagi, è possibile migliorare in modo significativo le prestazioni e l'affidabilità della rete wireless.