Julkaisun alimpana olevat kuvat havainnollistavat antennien gainin (dBi) vaikutusta säteilykuvioon ja yhteyden toimivuuteen erilaisissa suomalaisissa ympäristöissä.
Antennin dBi-arvo ei lisää lähetystehoa, vaan kuvaa antennin suuntaavuutta suhteessa isotrooppiseen säteilijään.
dBi = desibeliä suhteessa isotrooppiseen antenniin.
Kun dBi kasvaa:- Säteilyn energiatiheys kasvaa tietyssä suunnassa
- Säteilykuvio litistyy pystysuunnassa
- Horisontaalinen kantama kasvaa
- Pystykulman keila kapenee
Vaikka suurempi dBi-arvo voi parantaa signaalin suuntaavuutta ja kantamaa, myös syöttökaapelilla on suuri vaikutus kokonaisuuteen.
Jos antennin ja radion välissä käytetään pitkää tai paljon vaimentavaa kaapelia, osa antennin hyödystä voi kadota jo ennen kuin signaali saavuttaa antennin.
Esimerkiksi:
- korkean dBi-antennin hyöty voi pienentyä merkittävästi huonon kaapeloinnin vuoksi
- 3 dB kaapelihäviö tarkoittaa käytännössä noin 50 % tehon menetystä
- ohuet kaapelit (kuten RG174) voivat heikentää suorituskykyä yllättävän paljon 868 MHz taajuuksilla
Parhaan lopputuloksen saa yleensä silloin, kun:
- antenni on laadukas
- syöttökaapeli on mahdollisimman lyhyt
- käytössä on matalahäviöinen kaapeli
RF-järjestelmä toimii kokonaisuutena — antenni ja kaapelointi vaikuttavat aina yhdessä yhteyden toimivuuteen.
- Tiheä metsä aiheuttaa absorptiota ja sirontaa
- Korkeuserot muuttavat antennien suhteellista korkeutta
- Fresnel-alue tukkeutuu helposti
- Suurempi pystykulma
- Parempi monitie-etenemisen sietokyky
- Parempi toiminta tilanteessa, jossa nodejen korkeuserot vaihtelevat
Metsäverkossa matala gain antaa vakaamman linkin, vaikka maksimikantama lyhenee.
- Riittävä horisontaalinen gain pitkään linkkiin
- Pystykulma vielä riittävän leveä eri korkeuksille
- Parempi linkkibudjetti ilman, että katveet kasvavat liikaa
- Avoin Fresnel-alue mahdollistaa pidemmät yhteydet
- Mastokorkeus kompensoi maan kaarevuutta
- Gainista saadaan todellinen hyöty
Yleisesti 5–7 dBi on optimaalinen Meshtastic-tukiasemaan Suomessa.
- Antennien korkeudet ovat samassa tasossa
- Näköyhteys on riittävä
- Linkki on horisontaalinen
- Pystysuuntainen keilakulma on kapea
- Katolta kadulle signaali voi mennä yli vastaanottimen
- Rakennukset aiheuttavat varjostusta ja multipath-häiriötä
Kaupungissa liian suuri gain voi heikentää käytännön verkon toimivuutta, vaikka teoreettinen kantama kasvaa.
- Metsäpeitto on suuri
- Maasto on kumpuilevaa
- Rakennuskanta vaihtelee matalasta kerrostaloihin
- Avoimia tasankoja on rajallisesti
- Sama antenni ei ole optimaalinen kaikkialla.
Todellinen kantama riippuu:
- Lähetystehosta (EIRP)
- Antennin gainista
- Vastaanottimen herkkyydestä
- Kaapelihäviöistä
- Fresnel-alueen esteettömyydestä
- Maaston absorptiosta
- Kosteudesta ja kasvillisuudesta
Gainin lisääminen auttaa vain, jos:
- Geometria on oikea
- Korkeudet ovat sopivat
- Pystykulma osuu vastaanottimeen
- Metsäverkot
- Liikkuvat nodet
- Vaihtelevat korkeudet
- Kaupunkiympäristö kadulta katolle
- Mastot
- Yleiskäyttö
- Maaseutu
- Tukiasemat
- Katolta katolle
- Pitkät horisontaaliset linkit
- Avoin maasto
Gain ei ole “enemmän on parempi” -parametri, vaan sillä vaikutetaan siihen, mihin suuntaan antenni säteilee tehokkaimmin.
Metsässä:
Matala gain on usein vakaampi.
Mastossa:
Keskitason gain on tehokkain kompromissi.
Korkealla kaupungissa:
Suuri gain toimii vain, jos korkeustaso täsmää.
Huomio!
Jos käytössäsi on voimakkaasti vahvistava antenni, saattaa olla tarpeen pienentää radion lähetystehoa, jotta kokonaisuus pysyy määräysten mukaisena.
Huomioi laskelmissasi syöttökaapelin pituus sekä käytössäsi olevan kaapelityypin aiheuttamat signaalihäviöt.
Lue lisää aiheesta nettisivulta: kaapelihäviöt
