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说说Netgear R8500的Active Antennas(有源主动天线)技术

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2016 1

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Netgear R8500号称是业界首款搭载有源主动天线(Active Antennas)的产品



   
1.什么是Active Antenna(“有源天线”或“主动天线”)?  
相对于Passive Antenna(“无源天线”或“被动天线”)来说,其差异点见下表:
可以简单理解为:有电路需要供电的天线就是Active Antenna(“有源天线”或“主 动天线”),没有电路的是Passive Antenna(“无源天线”或“被动天线”)







主动天线技术有什么优势呢?

简单来说,它会在无线路由器或者AP的天线的周围发射多个多向无线信号,然后借助算法优势,避开阻隔(承重墙、天花板等)物体,计算出到达移动终端的最优路径,这样即可大大提升WiFi终端的连接效果和应用体验。根据实验室的测试结果,WiFi的覆盖效果(吞吐量)可提升20%-45%。

主动天线技术可以很好地与11ac之中的天线技术(波束成形技术 / Beamforming)形成互补,从而更好地实现无线网络的应用效果,因此虽然目前知道该技术的人不多,但相信未来将会实现大面积的普及。

小知识:波束成形,源于自适应天线的一个概念。接收端的信号处理,可以通过对多天线阵元接收到的各路信号进行加权合成,形成所需的理想信号。从天线方向图(pattern)视角来看,这样做相当于形成了规定指向上的波束。 例如,将原来全方位的接收方向图转换成了有零点、有最大指向的波瓣方向图。同样原理也适用用于发射端。对天线阵元馈电进行幅度和相位调整,可形成所需形状的方向图。简单来说,就是借助MIMO(多进多出),实现针对一个接收点或者方向的传输(接受)信号的加强!
2. 相关名词:   
LNA:Low Noise Amplifier(低噪声放大器),对输入的讯号起放大作用的元件   
SAW:声表面滤波器,用以滤除所需要接收讯号之外的杂讯   
NF:Noise Figure(噪声系数),反应了天线对于噪声的抑制能力,该值越低越 好,一般小于1.5dB   
Gain:增益。我们的Active Antenna分为两部分增益。  
1. 陶瓷天线(上图中红色那个)本身增益,根据净空区不同而有所不同,我们使用的天线从-10dB到-0.2dB都可能  
2. LNA增益,我们采用的LNA的增益标称值为27dB,实际测试值为24-25dB,比标称值低是因为电路板上元件与cable线都存在损耗,所以比标称值要低

IP3: 三阶交调截点,反应了LNA(放大器)的线性度,该值越高越好,我们 的LNA此参数为12.5dB,是比较高的,这个值越高,表明抵抗强干扰讯号的能力越强,如果输入讯号超过此界限,LNA将工作在非线性区甚至饱和区,即不能正常工作。一般客户不会关心此参数,同时由于涉及到我们内部的设计参数,不建议向客户透露     
场型/场型图:从场型图可以看出天线对空间中各个方向传播过来的某频率的讯号的接 收能力,一般  来说形状越圆,表明方向性越好,对于各个方向上的讯号的接收/发射能力 比较一致,另外从圆(假设是个圆)的半径大小也能反映出天线的增益情况  

净空区: 可以理解为天线距离周围地平面的距离(前后左右上下都算),我们天线 最小要求1mm的净空区   
C/N0:载噪比,单位dB-Hz.可以简单理解为GPS模块的输出讯号强度,该值越高越好,基本上在客户机器上调试天线,最终结果一般会要求:在开阔场地测试时,至少有四颗卫星的C/N0值达到40dB-Hz以上   
多径效应:从同一讯号源发射出来的讯号,经过散射,反射后,到达接收机的方向,时间都是  不同的,在同一点会形成干涉,这样会有两个坏处:  
1.减弱讯号,或使讯号强度剧烈变化,一般GPS模块算法会舍弃讯号强度剧烈变化的卫星,不用以参与位置计算,降低定位精度
2.从GPS定位原理可知,S=v*t,若时间变化,会使GPS模块计算出的位置不准确  Patch天线由于只对垂直面上的讯号接收能力最强,所以相对螺旋天线来说,它抵抗多径效应的能力更强。客户对于多径的困扰可以通过实测天线讯号强度与静态测试,路测结合来评估,从我们目前的测试结果来看,我们天线的抗多径能力良好

多普勒效应:也叫多普勒频移效应(或红移),两物体发生相对运动时,其中一个发出 的讯号在  另一个看来频率会改变。从GPS使用来看,当在运动中(例如开车时) 使用GPS  设备时,定位会不准确,也叫位置漂移,另一方面,会影响GPS接收机对于自己

精彩评论1

辉仔  NAP6技术团队  发表于 2016-4-24 23:51:12 | 显示全部楼层
这就是有源天线的优势阿!
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