Основные принципы установки наружных антенн

Наружные антенны для беспроводных систем, должны быть установлены на оптимальной высоте. Если установить ее слишком низко, она не сможет обеспечить качественную связь с другими устройствами. При установке на слишком большой высоте, антенна охватывает больше пространства, вследствие чего собирает фоновые шумы и помехи – выше не значит лучше.

В некоторых спецификациях оборудования для беспроводных сетей указано, что сочетание мощного выходного сигнала и соответствующего типа антенны обеспечивает многокилометровое покрытие. Однако зона покрытия зависит не только от оборудования, установленного в обоих концах канала связи точка-точка (point-to-point link). Для того чтобы создать наружную связь «точка-точка» или «точка-многоточка» (point-to-multipoint link) необходимо отсутствие помех между антеннами. Самой большой помехой является сама земная поверхность. Так как земная поверхность имеет закругленную форму, то для двух достаточно удаленных друг от друга радиопередатчиков помехой будет являться искривление поверхности Земли.

Наружные WiFi антенны во многих случаях должны быть установлены на вышках для того, чтобы избежать влияния естественного искривления земной поверхности. В зоне прямой видимости между антеннами цилиндрическое пространство (пространство в виде цилиндра, ось которого представляет линию, соединяющую две антенны) не должно содержать препятствий. Данное цилиндрическое пространство равно 60% радиуса большего цилиндра, обычно называемого зоной Френеля (Fresnel Zone). Технически, это «первая зона Френеля», так как существуют и другие зоны, которые, все же, не осуществляют прямого влияния на высоту размещения антенны.

Для определения высоты антенной вышки, учитывая сферическую форму Земли, необходимо рассчитать эффект от кривизны Земли, и добавить к ней расстояние, равное 60% радиуса первой зоны Френеля (First Fresnel Zone). Следующая таблица показывает результаты данных расчетов. Значения были округлены до целого.
 

Из вышеприведенной таблицы видно, что для беспроводного соединения между двумя точками, расположенными на расстоянии 42 км для радиосигнала 802.11 b/g необходима антенная вышка высотой в 31 метр, а для радиосигнала 802.11a – 29 метров. На практике, антенна обычно выше на 6 и более метров. Это происходит из-за того, что земная поверхность не ровная и гладкая, и антенная вышка должна иметь большую высоту для того, чтобы компенсировать помехи от зданий, деревьев, возвышенностей и других объектов. Например, в пригороде с одноэтажными домами и невысокими офисными зданиями необходимо добавить от 6 до 12 метров к высоте вышки для того, чтобы подняться над домами, офисами и деревьями в зоне прямой видимости между двумя вышками.

Перед сооружением вышки любой высоты или перед установкой направленной антенны WiFi снаружи здания необходимо получить разрешение местных властей. В большинстве случаев, установка антенны должна иметь минимальное визуальное воздействие, особенно когда антенна возвышается над крышей здания. Также, при сооружении вышки или установи антенны на крыше здания необходимо принять во внимание следующие пункты, которые необходимо согласовывать с местных законодательством:

• Расстояние от фасада рядом стоящего здания; 
• Расстояние от линий электропередачи; 
• Ветровые нагрузки (стандартная антенна должна иметь показатели от 160 км/час до 280 км/час (от 100 до 175 миль/час), которые показывают, что она выдержит нагрузку при такой скорости ветра и не сломается;
• Требования к освещенности или регистрации; 
• Маршруты полетов, ограничения расстояния до антенны и порядок уведомления об установке антенны; 
• Возможные требования касательно безопасного энергетического уровня, особенно если антенна будет располагаться совместно с другими передающими устройствами, расположенными возле или на той же самой вышке или мачте;
• Требования страховки (в частности страхование ответственности - антенные мачты и вышки могут упасть, также обломки разлетаются в радиусе 20-50% от высоты антенны);
• Допустимые нагрузки в килограммах на квадратный метр (фунтов на квадратный фут) для построения опорной конструкции или базы к мачте антенны или вышке. Местные законы о строительстве налагают ограничения на вес, который может выдержать крыша или бетонный фундамент определенного здания. Возможно, необходимо будет построить платформу для того, чтобы рассредоточить нагрузку на крышу или сделать более широкий и глубокий фундамент для отдельно стоящей мачты.