Seleção de uma antena WiFi de longo alcance: Guia definitivo

É do conhecimento geral que a intensidade do sinal WiFi tende a ser grande quando se está perto do router e que, à medida que se afasta do router, a intensidade do sinal diminui gradualmente. As antenas WiFi de longo alcance foram concebidas e inventadas como uma solução para este problema comum. Uma antena WiFi de longo alcance pode aumentar a intensidade do sinal e permitir que os utilizadores se liguem a partir de uma gama mais vasta e mais longa de locais. As antenas de longo alcance têm a capacidade de puxar sinais do router para alargar o seu alcance para além do alcance normal de transmissão. Estas antenas são extremamente úteis quando os dispositivos do utilizador final se encontram nos cantos mais afastados de uma casa, escritório ou edifício. As antenas WiFi de longo alcance também podem estender os sinais do router para o exterior do edifício onde o router está localizado, transmitindo os sinais para outras antenas ou receptores de sinais de Internet. Colocando estrategicamente as antenas WiFi de longo alcance numa rede em malha, é possível fornecer cobertura a uma área maciça, uma vez que as antenas irão refletir os sinais umas das outras para garantir uma conetividade completa. As antenas WiFi de longo alcance podem ser utilizadas para alargar a cobertura da rede a quintais, garagens, sótãos ou outros locais. Podem até transmitir sinais para dispositivos a mais de 1 milha de distância.

Este artigo fornece uma visão geral sobre as antenas WiFi de longo alcance, discutindo como funcionam, os diferentes tipos de antenas disponíveis, os seus benefícios, aplicações, considerações ao selecionar uma antena WiFi de longo alcance e muito mais.

Como funciona a antena WiFi de longo alcance

Numa antena WiFi de longo alcance, a antena recebe o sinal WiFi do router e, em seguida, utiliza o seu amplificador incorporado para aumentar a intensidade do sinal. O sinal amplificado da antena WiFi de longo alcance é transmitido através dos elementos radiantes da antena. Numa antena de tipo direcional, o sinal amplificado será concentrado num feixe estreito, alargando assim a cobertura WiFi nessa direção específica. Numa antena omnidirecional, o sinal amplificado será transmitido simultaneamente em todas as direcções num padrão de 360 graus, alargando assim a cobertura WiFi em todas as direcções. Os sinais amplificados das antenas WiFi de longo alcance são capazes de viajar mais longe e transmitir sinais a distâncias mais longas com um impacto mínimo de quaisquer obstáculos ou interferências. De um modo geral, as antenas WiFi de longo alcance melhoram o alcance e a cobertura da rede WiFi existente, captando e amplificando os sinais WiFi existentes do router.

Principais especificações técnicas a considerar

• Frequência

A banda de frequência de funcionamento é um dos parâmetros mais importantes a considerar nas antenas WiFi de longo alcance. Se considerarmos as duas bandas de frequência mais comuns para WiFi, 2,4 GHz e 5 GHz, as antenas que funcionam na banda 2,4GHz têm comprimentos de onda mais longos e, por conseguinte, são melhores para funcionar como antenas WiFi de longo alcance. No entanto, a maioria das antenas WiFi modernas utiliza a banda de frequência 5 GHz devido ao elevado rendimento e ao reduzido número de dispositivos nesta banda de frequência. A banda de frequência 5 GHz tem geralmente comprimentos de onda mais curtos. A comunicação de longo alcance é possível posicionando as antenas WiFi de longo alcance da banda de frequências 5 GHz em posições muito elevadas, onde os obstáculos e a atenuação serão reduzidos. As antenas WiFi de longo alcance podem ser encontradas em diferentes modos. No modo de banda única, funcionam na banda 2,4 GHz ou no modo 5 GHz. Na configuração de banda dupla, as antenas WiFi podem funcionar tanto na banda de frequência 2.4 GHz como na banda de frequência 5GHz num único dispositivo. Algumas das antenas duplas permitem alternar entre bandas de frequência, enquanto outras utilizam ambas as bandas em simultâneo. Em geral, é preferível utilizar as bandas 2.4GHz para sistemas WiFi de longo alcance, uma vez que o sinal pode chegar mais longe.

• Ganho de antena

Outra especificação técnica importante é o ganho de uma antena. O ganho é uma medida de quanto a antena amplifica o sinal ou de quanta força de sinal pode ser obtida com a antena. Quanto maior o ganho, mais forte é o sinal. Determina a potência com que uma antena transmite e recebe dados. A potência de transmissão também pode ser aumentada pelo ganho da antena. Isto é especialmente útil em ambientes ruidosos e permite transferir dados ou comunicar a distâncias mais longas. Geralmente, uma antena Wi-Fi potente de longo alcance é capaz de transmitir ou receber dados aproximadamente a 30dBm de potência de transmissão e 20dBi de ganho de antena. A classificação dBi de uma antena também complementa o parâmetro de ganho. Basicamente, indica o alcance que uma antena pode cobrir. Quanto mais elevadas forem as classificações dBi, maior será o alcance, mas a área de cobertura poderá ser mais pequena, o que significa que, à medida que o número dBi aumenta, as antenas conseguem chegar mais longe, mas a área de cobertura diminui.

• Padrão de radiação

A distribuição de energia quando os sinais são irradiados de uma antena é representada pelo padrão de radiação. O padrão de radiação das antenas WiFi de longo alcance pode ser classificado principalmente em duas secções: antenas omnidireccionais e antenas direcionais. Uma antena omnidirecional tem um padrão de radiação em forma de rosca e geralmente irradia sinais igualmente em todas as direcções. As antenas direcionais têm normalmente uma única direção de pico no padrão de radiação e focam e irradiam predominantemente sinais numa única direção.

• Polarização

A polarização da antena descreve basicamente a orientação na qual a maioria dos sinais será irradiada pela antena. Embora existam muitos tipos diferentes de polarização, a maioria das antenas Wi-Fi é polarizada linearmente. Elas podem ser polarizadas vertical ou horizontalmente. A polarização é um fator importante a considerar nas antenas Wi-Fi de longo alcance, porque descreve a orientação em que a maioria dos sinais será transmitida e, consequentemente, a direção em que os utilizadores finais devem estar localizados para se ligarem a essa rede.  

• Conectores

Os sistemas WiFi de longo alcance requerem ligações por cabo e os mais comuns são o cabo Ethernet e o cabo coaxial. Os cabos Ethernet são geralmente utilizados para ligar dispositivos como um router a outro router, enquanto os cabos coaxiais são utilizados para ligar os dispositivos à antena. Os cabos Ethernet são cabos digitais e podem ser utilizados para ligar dispositivos a distâncias de 328 pés, com perdas mínimas. Os cabos coaxiais são cabos analógicos e podem, geralmente, ser utilizados para ligar dispositivos a distâncias até 100 pés, mas registam perdas de dB mais elevadas. Em geral, é preferível selecionar o cabo com o comprimento mais curto e o tipo de cabo mais espesso possível.

Tipos de antenas WiFi de longo alcance

• Antenas WiFi de longo alcance direcionais vs. omnidireccionais.

As antenas WiFi de longo alcance estão disponíveis como antenas direcionais e antenas omnidireccionais. A direccionalidade da antena desempenha um fator importante no desempenho da antena, uma vez que determina a intensidade do sinal para uma região e a dimensão da área de cobertura. As antenas direcionais são geralmente comparadas a lanternas, em que a área de focagem do feixe de luz é menor, mas pode atingir uma distância muito maior. Por outro lado, as antenas omnidireccionais são comparadas a lâmpadas, pois distribuem a luz igualmente em todas as direcções, mas cobrem apenas uma gama limitada em termos de distância. As antenas WiFi direcionais de longo alcance podem atingir um máximo de 8 milhas e, quanto mais longe chegarem, menor será o padrão de transmissão. Por isso, deve haver um equilíbrio entre o alcance e a área de cobertura para obter o desempenho optimizado de uma antena WiFi direcional de longo alcance. As antenas direcionais são a melhor opção quando os sinais precisam ser direcionados em uma determinada direção para uma aplicação específica. As antenas WiFi direcionais de longo alcance estão disponíveis em diferentes tipos e formas, como as antenas parabólicas, as antenas de painel, as antenas Yagi e as antenas de sector. Estas antenas direcionais são ideais para aplicações de comunicação ponto a ponto, uma vez que direcionam os sinais numa única direção com maior rendimento e eficiência.

As antenas WiFi omnidireccionais de longo alcance alcançam até cerca de 1 milha de distância no seu melhor. Embora a sua distância de transmissão e receção seja mais curta, são capazes de fornecer sinais simultaneamente em todas as direcções, o que as torna ideais para aplicações como amplificadores de potência em redes exteriores.

Em geral, a direccionalidade das antenas WiFi de longo alcance deve ser decidida com base na aplicação.

Sinceramente, depende da situação. Mas, em geral, as antenas direcionais são capazes de alcançar distâncias maiores, mas cobrem menos área, enquanto as antenas omnidireccionais cobrem mais área, mas não alcançam tanto.

• Antenas WiFi direcionais de longo alcance

Abaixo são discutidos alguns dos tipos de antenas direcionais que estão disponíveis como antenas WiFi de longo alcance.

Antenas Yagi

Antenas wifi Yagi são bem conhecidos pelas suas capacidades altamente direcionais. São concebidas para transmitir e receber sinais de distâncias muito longas e são mesmo utilizadas para testar a segurança de um router sem fios. A desvantagem das antenas Yagi é o seu tamanho enorme e, por isso, não podem ser utilizadas em aplicações mais pequenas. No entanto, as antenas Yagi WiFi de longo alcance são ideais para aplicações como viajantes em autocaravanas, barcos, edifícios isolados ou qualquer local que pretenda obter a melhor distância de um sinal WiFi.

Antenas parabólicas

Antenas wifi parabólicas são também antenas direcionais que são normalmente utilizadas para aplicações de longo alcance. As antenas WiFi parabólicas de longo alcance têm geralmente um melhor desempenho quando são apontadas diretamente para a fonte, em comparação com quando são apontadas para longe da fonte. O desempenho das antenas WiFi parabólicas de longo alcance pode ser optimizado ajustando a colocação, a orientação e o alinhamento da antena. Semelhante às antenas Yagi, as antenas parabólicas também tendem a ser um pouco volumosas e, portanto, não são muito portáteis, nem ideais para aplicações de pequena escala.

Antenas de painel

Painel de antenas wifi são antenas direcionais geralmente planas, de forma retangular, que proporcionam uma maior largura de feixe em comparação com as antenas yagi ou parabólicas. Estas antenas WiFi de longo alcance são normalmente utilizadas para aplicações como os sistemas ponto-a-multiponto, em que os sinais têm de ser transmitidos ou recebidos em várias direcções. Considerando a direccionalidade, as antenas WIFi de painel de longo alcance são menos focadas do que as antenas yagi ou parabólicas. No entanto, são capazes de transmitir e receber sinais em distâncias bastante longas.

Antenas de sector

Antenas wifi de sector têm normalmente uma direccionalidade que é comparativamente inferior à de uma antena Yagi, de painel ou parabólica. No entanto, têm uma melhor direccionalidade em comparação com as antenas omnidireccionais. As antenas de sector WiFi têm um ganho elevado, aproximadamente entre 13 e 16 dBi, e um padrão de radiofrequência entre 60 e 180 graus. Por conseguinte, uma antena de sector WiFi pode fornecer conetividade a uma vasta área com um alcance elevado. As antenas de sector WiFi são normalmente utilizadas para implementar redes WiFi de grande alcance. São ideais para redes multiponto de alta capacidade devido ao seu ganho superior e desempenho de feixe.

• Antenas WiFi omnidireccionais de longo alcance

Antenas exteriores WiFi omnidireccionais são capazes de transmitir e receber sinais em todas as direcções de forma igual, proporcionando assim um padrão de cobertura de 360 graus. Estas antenas são mais fáceis de instalar, uma vez que não requerem um alinhamento preciso como numa antena de tipo direcional. Isto permite que os dispositivos do utilizador final se liguem a partir de qualquer direção, sem degradação do sinal ou falhas de sinal. As antenas omnidireccionais são ideais para aplicações em que as localizações dos utilizadores finais são desconhecidas ou variam constantemente. As antenas WiFi omnidireccionais são normalmente utilizadas em casas ou pequenos escritórios onde existem vários dispositivos e utilizadores que acedem à rede WiFi a partir de diferentes locais. São também ideais para aplicações em que os utilizadores se deslocam ou mudam de local continuamente, como em parques, estádios, campus, centros comerciais, etc.  

Porque é que uma antena de elevado ganho é importante para soluções de longo alcance

À medida que o ganho de uma antena aumenta, a sua potência de transmissão e receção de sinais aumenta. Assim, com uma potência mais elevada, aumenta a sua capacidade de transmitir e receber sinais a uma distância maior. Tendo em conta a intensidade do sinal, a saída total de uma antena de elevado ganho direcional é consideravelmente mais elevada e, por conseguinte, pode ser utilizada para aumentar o sinal no ponto final. As antenas de elevado ganho são mais tolerantes às interferências e podem irradiar sinais para distâncias mais longas. Em geral, o ganho de uma antena tem um impacto direto na distância de radiação de uma antena.

Aplicações da antena WiFi de longo alcance

As antenas WiFi de longo alcance são utilizadas para muitas aplicações em vários sectores. De seguida, apresentam-se alguns dos casos de utilização comuns das antenas WiFi de longo alcance.

• Conectividade rural

As antenas WiFi de longo alcance são ideais para instalar redes WiFi em zonas rurais onde a infraestrutura tradicional com fios pode não funcionar. Estas antenas são ideais para estes casos de utilização, uma vez que podem fornecer conetividade de rede a partir de uma antena de longo alcance, proporcionando cobertura para um grande número de utilizadores com fiabilidade.

• Hotspots Wi-Fi públicos

As antenas WiFi de longo alcance são úteis na criação de hotspots WiFi públicos, que são normalmente implementados em locais como cafés, bibliotecas, aeroportos, parques, etc., onde o público em geral se reúne. As redes WiFi nestes locais devem ter capacidade para um grande número de utilizadores e para uma grande área de cobertura. As antenas WiFi de longo alcance permitem criar hotspots WiFi, melhorando a cobertura e a capacidade em zonas públicas normalmente congestionadas.

• Eventos ao ar livre

As antenas WiFi de longo alcance são normalmente utilizadas para implementar redes WiFi em locais exteriores e eventos. São ideais para redes WiFi em estádios, auditórios, arenas, etc. Também são adequadas para redes em armazéns e espaços exteriores onde a conetividade deve ser estável e fiável a longas distâncias. Para eventos ao ar livre, geralmente são utilizadas antenas WiFi de longo alcance à prova de intempéries.

• Monitorização agrícola

As antenas WiFi de longo alcance são uma escolha perfeita para soluções de monitorização na agricultura. Especialmente com a tecnologia apoiada pela IoT que está a ser utilizada na agricultura moderna, as antenas WiFi de longo alcance permitem o seu funcionamento com fiabilidade. As antenas WiFi de longo alcance são ideais para aplicações de agricultura inteligente e agricultura inteligente, pois podem suportar um desempenho fiável em ambientes exteriores onde as obstruções podem geralmente interferir com as comunicações de longo alcance.

• Instalações marítimas e offshore

As antenas WiFi de longo alcance são utilizadas em múltiplas aplicações no sector marítimo. São utilizadas para aplicações de navegação e monitorização, uma vez que podem irradiar sinais para distâncias de longo alcance. Isto é crucial, uma vez que os sistemas de navegação e vigilância têm de funcionar em tempo real com fiabilidade e conetividade de rede de alta velocidade e qualidade.

• Pontes entre edifícios

As antenas WiFi de longo alcance também são amplamente utilizadas em redes ponto-a-ponto. Podem ser utilizadas para alargar as redes entre dois edifícios e, se a interferência for baixa, podem mesmo transmitir até uma distância de 1 milha. As antenas WiFi de longo alcance são capazes de estabelecer uma rede de ponte estável devido às suas caraterísticas de desempenho que garantem uma ligação forte e fiável entre elas.

• Campus de ensino

As antenas WiFi de longo alcance são ideais para configurar redes ponto a multiponto sem fios, por exemplo, para ligar vários edifícios a uma localização central. Para esses casos de utilização, as antenas WiFi de longo alcance omnidireccionais e direcionais podem ser utilizadas em conjunto numa rede em malha. A rede de um campus universitário é um exemplo comum de redes ponto a multiponto em que a antena omnidirecional central é colocada num local elevado com o mínimo de obstruções nas imediações e as outras antenas direcionais são montadas noutros edifícios em direcções específicas para fornecer uma cobertura global a um campus.

Benefícios da antena WiFi de longo alcance

• Melhoria do alcance e do desempenho: As antenas WiF de longo alcance são capazes de alargar o alcance de uma rede WiFi existente e torná-la uma ligação fiável para os utilizadores com velocidades e qualidade de ligação superiores. Isto permite aos utilizadores ligarem-se mesmo a partir de locais distantes do ponto de acesso.

• Flexibilidade: Ajustando a colocação, a orientação e o alinhamento da antena, o seu desempenho pode ser melhorado.

• Personalizável: As antenas WiFi de longo alcance estão disponíveis numa vasta gama de configurações, como direcionais e omnidireccionais, e com diferentes especificações em termos de frequências, ganho, polarização, etc.

• Ambientes especializados: As antenas WiFi de longo alcance são capazes de ter um melhor desempenho mesmo em ambientes adversos. São ideais para serem utilizadas em ambientes exteriores, onde pode haver mais interferências, bem como em locais densamente povoados, como grandes recintos, armazéns, estádios, arenas, etc.

Escolher a antena WiFi de longo alcance certa para as suas necessidades

A seleção de uma antena WiFi de longo alcance depende inteiramente da aplicação e dos seus requisitos. Alguns dos principais factores a considerar são apresentados abaixo.

• Alcance: Decidir a área de cobertura total que deve ser coberta pelo padrão de radiação da antena.
• Tipo de antena: Dependendo dos requisitos espaciais, decida se a cobertura é necessária numa ou mais direcções e, em seguida, decida entre as opções de antena direcional e omnidirecional.
• Compatibilidade: Certifique-se de que a antena WiFi de longo alcance é compatível com o seu equipamento WiFi existente, para que a cobertura possa ser alargada sem necessidade de uma nova configuração da infraestrutura.
• Facilidade de instalação: Algumas antenas estão disponíveis como opções "plug and play", enquanto outras podem exigir conhecimentos profissionais. Com base no requisito, decida de que forma a antena deve ser implementada.
• Força do sinal: Considere o ganho da antena para garantir que fornece a intensidade de sinal necessária.
• Factores ambientais: Dependendo do ambiente de funcionamento e das suas condições meteorológicas, escolha uma antena que seja capaz de suportar e fornecer conetividade fiável nesse ambiente. Também é importante considerar as obstruções e o nível de interferência no ambiente de funcionamento, de modo a selecionar uma antena que seja capaz de funcionar eficientemente mesmo nesse ambiente.

Estes são alguns dos factores cruciais a considerar ao selecionar uma antena WiFi de longo alcance para garantir uma conetividade à Internet fiável e de alta velocidade para a aplicação específica.

Até onde pode chegar uma antena WiFi de longo alcance

A distância máxima a que uma antena pode irradiar os seus sinais é uma consideração importante. No entanto, trata-se de uma medida relativa quando se compara o tipo de sinais que se pretende captar. As antenas WiFi de longo alcance podem geralmente atingir entre 1 milha e cerca de 10 milhas de distância.

Como aumentar o seu sinal WiFi com uma antena de longo alcance

As antenas WiFi de longo alcance aumentam a força do sinal, puxando o sinal WiFi na sua direção. São capazes de minimizar o efeito de desvanecimento do sinal à medida que o utilizador se afasta do router. Geralmente, captam os sinais de um router WiFi existente e, em seguida, amplificam-no e irradiam-no para as suas direcções de radiação, alargando assim a cobertura da rede WiFi.

Dicas de instalação e melhores práticas

Ao instalar uma antena WiFi de longo alcance, é importante ter em conta determinados factores. Em primeiro lugar, o fator mais importante a considerar é a colocação da antena e a sua orientação e alinhamento. Este fator é crucial, uma vez que deve ser montada de forma a ficar sujeita a um mínimo de obstruções e interferências. É preferível colocá-las em locais elevados. Dependendo do ambiente de funcionamento, é também importante ter em consideração os efeitos das condições climatéricas. As antenas devem ser montadas de forma segura para resistir a condições climatéricas adversas. Os cabos e os conectores devem ter o menor comprimento possível e é preferível ter protecções à prova de intempéries para as ligações. As verificações regulares são importantes para manter o desempenho das antenas no seu estado ótimo.

Considerações sobre custos e elaboração de orçamentos

Este é um parâmetro importante a considerar ao selecionar uma antena WiFi de longo alcance. Com base nos requisitos da aplicação, é necessário determinar o orçamento para a antena, uma vez que ajuda a decidir qual a melhor antena sem comprometer a qualidade ou a funcionalidade. Também é importante ter em conta os eventuais custos adicionais de instalação e manutenção.

Resumo

Este artigo fornece uma perspetiva completa sobre as antenas WiFi de longo alcance. Trata-se de antenas especificamente concebidas para facilitar as aplicações que requerem um aumento dos sinais para transmitir e receber sinais a distâncias muito longas sem perder a velocidade, os dados, a qualidade ou a fiabilidade de uma antena WiFi normal. As antenas WiFi de longo alcance estão disponíveis em várias especificações de desempenho, cabendo ao utilizador selecionar a antena mais adequada para a sua aplicação.