Antenas Direcionais

As antenas direcionais, além de concentrarem o sinal na vertical, concentram-no também na horizontal, fazendo com que, em vez de um ângulo de 360 graus, o sinal seja concentrado em um ângulo de 90 graus ou menos. Existem 3 tipos de antenas direcionais: Setoriais, Yagi e Parabólicas.

Antenas Setoriais
Este tipo de antena concentra o sinal em um ângulo de aproximadamente 90 graus. Se instaladas em um canto de um galpão ou cômodo, elas distribuem o sinal em todo o ambiente, deixando pouco sinal vazar em outros sentidos. A maioria das antenas setoriais trabalha com um ganho entre 12 e 17 dBi. Embora esta diferença possa parecer pequena, uma antena de 17dBi trabalha com uma potência pouco mais de 3 vezes maior que uma de 12dBi.

Exemplo de antena Setorial:

Duas variações das antenas setoriais são as patch antennas (antenas de painel) e as round patch antennas (antenas circulares). As patch antennas são antenas quadradas, que contêm internamente uma folha de metal. Elas trabalham com um ângulo de cobertura mais aberto do que as antenas setoriais, mas em compensação oferecem menos ganho, servindo como uma espécie de meio-termo entre elas e as antenas ominidirecionais:

As antenas round patch seguem o mesmo princípio, mas são redondas. Devido a isso, elas são muitas vezes instadas no teto, de forma a irradiar o sinal igualmente por todo o cômodo.

Antenas Yagi
As antenas Yagi oferecem um ganho ainda maior que as antenas setoriais, mas são capazes de cobrir apenas uma pequena área, para qual são diretamente apontadas. Uma antena Yagi emite o sinal em um ângulo similar a de um cone, resultando em um padrão de transmissão similar ao diagrama abaixo:

O foco concentrado resulta em um ganho muito maior do que o das antenas setoriais. A maior parte das antenas yagi à venda oferecem ganho de 14 a 19 dBi, mas não é incomum ver antenas com até 24 dBi.

Estas antenas são úteis para cobrir alguma área específica, longe do ponto de acesso, ou interligar duas redes distantes. Usando duas antenas yagi de alto ganho é possível criar links de até 25 km, o que é mais de 150 vezes o alcance inicial.

Para melhores resultados, uma antena deve ficar apontada exatamente para a outra, cada uma no topo de um prédio ou morro, de forma que não exista nenhum obstáculo entre as duas.

Exemplo de antena Yagi:

Interior da antena Yagi:

A imagem acima representa a antena em si, a maioria delas é coberta por um tubo, que protege a antena e melhora o aspecto visual.
Uma Dica
No caso dos pontos de acesso 801.11b/g com duas antenas, você pode usar uma antena convencional em uma das saídas (para manter o sinal em um raio circular, atendendo aos micros próximos) e usar uma antena yagi na outra, de forma a melhorar a cobertura em algum ponto cego, ou para atender um cliente distante do ponto de acesso. Na verdade, o ponto de acesso transmite o mesmo sinal usando ambas as antenas, simplesmente selecionando a que oferece um sinal de melhor qualidade com relação a cada cliente. Esta técnica é chamada de "antenna diversity" (variação de antenas) e melhora a qualidade da recepção, prevenindo o aparecimento de pontos cegos.

Os pontos de acesso 802.11n, por sua vez, utilizam o MIMO, um sistema mais sofisticado, onde cada uma das antenas transmite um sinal independente e o ponto de acesso se encarrega de remontar o sinal original combinando os sinais, além de levar em conta fatores como a reflexão do sinal por paredes e outros objetos.

É possível construir uma antena Yagi de baixo ganho utilizando um tubo de batatas Pringles, como mostra a figura abaixo.

Antenas Parabólicas
As antenas parabólicas também captam o sinal em apenas uma direção, de forma mais concentrada que as antenas Yagi, permitindo que sejam atingidas distâncias ainda maiores. A maioria das antenas parabólicas destinadas a redes WI-FI utilizam uma grelha metálica no lugar de um disco sólido, o que reduz o custo e evita que a antena seja balançada pelo vento, saindo de sua posição ideal.

Exemplo de antena Parabólica:

A maioria das miniparabólicas disponíveis no mercado oferecem ganhos de 22 a 24 dBi, mas é possível encontrar antenas com ganhos ainda maiores. Para uso profissional, existe também a opção de usar antenas parabólicas com refletor sólido, que oferecem ganhos de até 32 dBi. Entretanto, devido ao alto ganho, é muito difícil usar uma (legalmente) sem obter a licença apropriada junto à Anatel (veja mais detalhes sobre essa questão da legislação a seguir).

Usar uma antena de maior ganho aumenta tanto a capacidade de transmissão quanto de recepção do ponto de acesso, permitindo tanto que o sinal transmitido se propague por uma distância maior quanto que ele seja capaz de captar o sinal fraco de clientes distantes. Ao criar links de longa distância, é necessário usar antenas de alto ganho tanto no ponto de acesso quanto no cliente, o que soma o ganho das duas antenas, aumentando exponencialmente o alcance.

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