Ăng ten Wifi là gì? Chức năng của ăng ten Wifi

Ăng ten Wifi là là linh kiện của các thiết bị mạng như Router Wifi, bộ mở rộng sóng Wifi, Adapter,... đảm nhận chức năng quan trọng trọng, giúp bức xạ và thu nhận sóng điện từ mạnh mẽ hơn. Nhờ đó, đáp ứng tốt nhu cầu sử dụng Wifi cho người dùng.

Chức năng của ăng ten Wifi:

• Phụ thuộc vào từng loại ăng ten cụ thể, mà khi kết nối với mát phát, ăng ten sẽ thu thập các tín hiệu AC và gửi thẳng, hoặc phát xạ sóng RF đi theo mô hình cụ thể.
• Nếu kết nối với máy thu, ăng ten lấy sóng RF mà nó nhận được và gửi tín hiệu AC cho máy thu.
• Ăng ten truyền theo tín hiệu RF sẽ được so sánh hoặc tham chiếu đến một bộ bức xạ đẳng hướng.
• Nếu bạn muốn tăng công suất của một ăng ten khi phát ra, thì bạn có thể truyền hoặc hội tụ tín hiệu RF được phát xạ từ ăng ten. Đồng thời, bạn có thể tạo ra công suất mạnh hơn tại máy phát nhưng cách này khá tốn kém cho người dùng.

Những thông số cần chú ý khi chọn Ăng ten Wifi

Độ lợi (gain)

• Độ lợi là một thuật ngữ mô tả sự tăng biên độ của tín hiệu vô tuyến, đơn vị đo là decibel (dB) hay dBi để chỉ độ lợi của ăng ten đẳng hướng (isotropic) và dBd để chỉ độ lợi của ăng ten dipole nửa bước sóng (half-wave dipole). Một dB bằng log10 của công suất đầu ra chia cho công suất đầu vào. Ví dụ, công suất đầu vào là 30mW và công suất đầu ra là 60mW thì độ lợi tính được là 3dB. Theo công thức này, cứ tăng 3dB thì công suất tính theo mW sẽ tăng gấp đôi. Chẳng hạn, AP có công suất 50mw và sử dụng anten 3dB (loại Rubber Duck) thì công suất phát thực sự của AP là 50*2 (3dB bằng gấp đôi công suất) = 100mw. Ăng ten có độ lợi càng cao thì khoảng cách sóng di càng xa. Việc tập trung công suất phát của chúng chặt chẽ hơn làm cho nhiều năng lượng được truyền đến đích hơn, ở khoảng cách xa hơn.
• Cách tính giữa dB và Watt: 0db = 1mW
• Cứ tăng 3dB thì công suất tính theo mW sẽ được tăng gấp đôi:
  • 3dB = 2mW
  • 6dB = 4mW
  • 30dB = 1000mW = 1W
• Các loại ăng ten vô hướng như rubber hay omni có độ lợi từ 2-12dBi do chúng phải phát 360 độ theo chiều ngang (ăng ten đẳng hướng độ lợi càng cao thì kích thước càng lớn và phân cực dọc càng nhỏ). Các loại ăng ten định hướng như flat, sector thông thường có độ lợi từ 8-20dBi, góc phát theo chiều ngang khoảng 10 - 120 độ (ăng ten định hướng có độ lợi càng cao, kích thước càng lớn và búp sóng càng nhỏ). Lớn hơn nữa là các loại ăng ten chảo (Grid anten) có độ lợi lớn, có khi lên đến 30dBi hoặc cao hơn.

Sự phân cực (polarization)

• Sự phân cực của sóng là hình ảnh để lại bởi đầu mút của vectơ trường khi được quan sát dọc theo chiều truyền sóng. Sự phân cực của ăng ten có thể được phân loại như tuyến tính, tròn hay ellip. Sóng vô tuyến thực chất được tạo bởi 2 trường: điện trường và từ trường. Hai trường này nằm trên 2 mặt phẳng vuông góc với nhau.
• Tổng của 2 trường được gọi là trường điện từ. Mặt phẳng song song với thành phần ăng ten được gọi là E-plane, mặt phẳng vuông góc với thành phần anten được gọi là H-plane. Chúng ta chỉ quan tâm chủ yếu đến điện trường vì vị trí và hướng của nó trong mối tương quan đến bề mặt trái đất sẽ quyết định sự phân cực của sóng. Sự phân cực là huớng vật lý của ăng ten theo phương ngang (horizotal) hay dọc (vertical). Điện trường là song song với thành phần bức xạ của ăng ten vì thế nếu ăng ten nằm dọc thì cực của ăng ten là dọc hay còn gọi là phân cực dọc (điện trường vuông góc với mặt đất). Phân cực dọc thường được sử dụng trong mạng Wi-Fi (WLAN) là vuông góc với mặt phẳng của trái đất. Phân cực ngang là song song với mặt đất. 

Trở kháng (Impedance) 

• Sự bức xạ hiệu dụng của một ăng ten là “tỷ số của tổng công suất phát ra bởi ăng ten so với công suất từ trạm phát (nối với ăng ten) được chấp nhận bởi ăng ten ”. Ăng ten bức xạ một số công suất ở dạng năng lượng điện từ. Tất cả các thiết bị RF, đường truyền (cáp), ăng ten đều có trở kháng, chính là tỷ số giữa điện áp và dòng điện. Khi ăng ten được kết nối với một đoạn cáp, nếu trở kháng đầu vào của ăng ten trùng khớp với trở kháng của radio và đường truyền thì tổng công suất được truyền từ radio đến ăng ten là tối đa. Tuy nhiên, nếu trở kháng không giống nhau thì một số năng lượng sẽ bị phản xạ ngược trở lại nguồn và số còn lại sẽ được truyền đi đến ăng ten.  

Nguyên lý hoạt động của ăng ten Wifi

Đối với ăng ten phát, thì ăng ten sẽ chuyển đổi năng lượng điện sang sóng vô tuyến. Trái lại, đối với ăng ten nhận, thì sẽ được chuyển đổi ngược lại là chuyển đổi sóng vô tuyến sang năng lượng điện.

Tần số mà ăng ten có thể thu hay phát sóng sẽ liên quan trực tiếp đến kích thước vật lý của dây hay chiều dài của ăng ten.

Phân loại ăng-ten

Ăng ten Wifi có nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu tần số cao RF sang dạng sóng để phát vào không khí, thế nên ăng ten được phân thành 2 loại chính như sau:

Ăng ten đẳng hướng - vô hướng:

• Ăng ten đẳng hưởng còn có tên gọi khác là Omni-directional, truyền tín hiệu RF theo mọi hướng song song mặt đất, tức là truyền theo trục ngang. Tuy nhiên, nó sẽ phải vuông góc với mặt đất và bị giới hạn bởi trục dọc.
• Loại ăng ten này cung cấp vùng phủ sóng rộng nhất, có độ lợi (gain) trong khoảng 6 dB. Chính vì thế, ăng ten thường được dùng trong các tòa nhà cao tầng hay chung cư.
• Một số loại ăng ten đẳng hướng - vô hướng phổ biến như Rubber Duck, Omni-directional, Small Desktop, Mobile Vertical, Ceiling Dome.

Ăng ten định hướng - có hướng:

• Trái ngược với ăng ten đẳng hướng là ăng-ten định hướng hay còn gọi là có hướng (Semi-directional). Hướng phát sóng của ăng-ten định hướng rất hẹp, muốn thu được sóng phát từ ăng-ten thì thiết bị thu sóng cần nằm chính xác trong phạm vi phát sóng hẹp của ăng-ten định hướng.
• Ăng-ten có độ lợi lớn lên đến 12 dB hoặc cao hơn. Những loại ăng-ten này thường truyền trong khách cách rất xa và kết nối không dây điểm-điểm. Trên thị trường có đa dạng các loại ăng-ten có hướng khác nhau, với thiết kế và kích thước đa dạng, nổi bật như Yagi, Patch, Backfire, Dish...

Ăng ten định hướng cao:

• Ăng ten định hướng cao còn có tên gọi tiếng Anh là Highly-directional, được truyền tải với một chùm tia rất hẹp, nên sử dụng chủ yếu cho kết nối PtP hoặc PtMP.
• Loại ăng ten này giống như các đĩa vệ tinh, gọi với tên gọi chuyên ngành là ăng ten parabol hoặc ăng ten lưới.