Antena para rechazar interferencias de 5.8Ghz

Vivo un par de millas más allá de donde está disponible Internet de alta velocidad "normal", y durante años he usado un enlace WAN de radio en una torre de radio de 70' para conectarme a mi ISP en la ciudad, a 4.65 millas de distancia. Tengo una línea clara de sitio y la señal es bastante fuerte. Sin embargo, he tenido problemas importantes con las transmisiones que interfieren y aumentan el nivel de ruido e interrumpen mi señal. Los técnicos del ISP han hecho lo que han podido (polarización, cambio de canales, etc.) con la antena interna de la radio, pero no han resuelto el problema. El problema no es la falta de señal, sino demasiados picos de ruido.

Mi última opción es construir una antena externa para la radio de 5.8Ghz capaz de mitigar las transmisiones de interferencia. Tengo una experiencia decente en electrónica y no debería tener problemas para construir una antena después de decidir qué construir. Sin embargo, soy nuevo en el diseño de antenas.

Rutas posibles:

  • Antena parabólica de alta ganancia. Esto supone que la direccionalidad de la antena parabólica limitará la recepción de señales de interferencia.
  • Construya un tubo o cono reflectante de RF alrededor de la radio para que solo las ondas directas lleguen a la antena. (Solo sería factible si pudiera hacerse con un material poroso para limitar la carga del viento).
  • Haz una antena para bebidas de dos longitudes de onda. Estos parecen funcionar bien para la gente de ARL, pero no he encontrado confirmación de que funcionen tan bien a 5.8ghz. Tampoco estoy seguro de cuál es el impacto de los puntos de tierra en la torre de metal con conexión a tierra. (IOW, ¿la torre causará ruido si lleva la tierra de la antena a las varillas de tierra en la base de la torre.
  • Use un sistema de múltiples antenas, ya sea para eliminar el ruido de fondo o para aumentar la señal a ruido.
  • Algo más

¿Qué enfoque probablemente haría más para aumentar la relación señal-ruido de mi conexión?

Otros datos relevantes: El soporte de radio en la torre puede oscilar alrededor de +/- 1,5 grados con vientos fuertes.

¿Te importa decir qué tipo de equipo estás usando? ¿Qué tipo de ruido y desde qué ángulo proviene en relación con su LOS?
¿Tiene las herramientas para analizar el ruido de interferencia? Es posible que simplemente pueda construir un filtro que atenúe las frecuencias de interferencia...
No tengo muchos detalles en la radio. Es propiedad del ISP. Todo lo que sé es que puede aceptar una entrada de antena externa y que los técnicos han visto constantemente picos de ruido elevados en los momentos de peor rendimiento.
En cuanto a las herramientas de análisis, tengo la mayoría de las cosas relacionadas con la electrónica (DMM, osciloscopio, analizador lógico, etc.) pero nada específico para las señales de RF. Ciertamente no me importaría comprar herramientas si ayudaran a resolver el problema, si tuvieran un precio razonable. ¿Qué herramientas necesitaría para analizar la interferencia?
En cuanto a las direcciones del ruido, solo puedo hacer algunas suposiciones generales. 1) Lo más probable es que haya interferencia en los últimos dos kilómetros, porque la primera mitad de la toma es rural. Por lo tanto, es probable que la interferencia provenga de la parte frontal de la radio 2) Tengo la sospecha de que parte del ruido proviene de los reflejos del suelo. Los problemas comenzaron a empeorar cuando las hojas comenzaron a caer, así que especulé que los árboles estaban bloqueando las señales de interferencia.
¿Qué tipo de antena tienes actualmente?
Necesita un analizador de espectro para verificar los detalles de la interferencia; alquilar uno podría ser una posibilidad, no son muy baratos si desea un ancho de banda de 6 GHz. Particularmente si tiene una señal lo suficientemente fuerte, podría tener sentido usar un filtro de paso de banda (o una muesca si identifica una sola fuente de interferencia). Lo más trivial, comprobar que un atenuador de 6 o 10 dB no soluciona el problema. Podría ser la intermodulación en el receptor lo que está causando más problemas de los que el front-end puede manejar.

Respuestas (1)

Su problema es la intensidad de la señal, y no es lo suficientemente fuerte. La relación señal/ruido es realmente la única métrica que importa. Necesita un margen de señal sobre el ruido de fondo, y si no lo tiene, entonces su señal no es lo suficientemente fuerte. Recuerde, la intensidad de la señal es realmente solo una medida de la energía electromagnética de campo lejano recibida. Podría tener una intensidad de señal de -30dBm, pero sería demasiado débil si el ruido de fondo que también estuviera recibiendo fuera, por ejemplo, -31dBm.

Hago esta distinción porque, en general, es mejor trabajar para mejorar la fuerza de una señal conocida de la que ambos conocen la ubicación y la naturaleza, y luego tratar de rechazar el ruido que es significativamente más vago.

Cuanto más específico sea lo que desea fortalecer (o debilitar), mejor podrá hacerlo. El hardware Wi-Fi ya está filtrado a una banda específica, y las antenas específicas de la banda ya están diseñadas para rechazar cosas fuera de esas bandas. El ruido de fondo que está viendo es un ruido específico de la banda de interés de 5,8 GHz, por lo que cualquier medida para rechazar ese ruido también rechazará su señal. No hay forma de que una antena sepa qué ondas electromagnéticas son las que desea y las que no cuando todas tienen el mismo aspecto (están en el mismo rango de frecuencia).

Dicho esto, todavía tienes la idea correcta más o menos con tu lista de opciones de antena. No menciona qué antena está usando ahora, o la altura de su antena en relación con el suelo. ¿Y el suelo en el que se encuentra está a la misma altura que el suelo en el que se encuentra la torre de 70'?

De todos modos, parece que estás usando algún tipo de antena omnidireccional en tu extremo, pero eso es una suposición. Una antena omnidireccional podría ser adecuada para aplicaciones de 5,8 GHz a esta distancia, pero no apostaría por ella, con línea de visión o no. Pero hablemos de ese ruido antes de discutir las opciones de antena.

Como puede ver, puede haber picos de ruido intermitentes que parecen consumir demasiado de su margen de SNR, pero no será particularmente productivo especular sobre el origen o la naturaleza de este ruido, aunque al menos podemos descartar un par de cosas. Parece que podría ser un reflejo, así que asegurémonos de que no lo sea.

En primer lugar, hay una gran herramienta de Ubiquiti de uso gratuito que le permitirá evaluar el posicionamiento de la antena en función de su ubicación geográfica y los datos de elevación reales entre usted y la antena del ISP. Te recomiendo que primero vayas aquí , crees rápidamente una cuenta gratuita (lamentablemente necesaria) y hagas lo mejor que puedas para aproximar las ubicaciones de la torre y tu antena receptora, junto con sus alturas. Puede ingresar la altura local sobre el suelo local y la aplicación web ajustará automáticamente las alturas relativas reales debido a la elevación local.

Ahora, para una geografía mayormente plana, o al menos cóncava (lo cual es una gran suposición de mi parte, por lo tanto, debería determinar esto usted mismo), obtendrá una pérdida de señal significativa a menos que su antena tenga un mínimo de 10 pies. fuera de la Tierra. Esto será debido a los reflejos. Es bueno sospechar de los reflejos, dada la naturaleza punzante del ruido. Sin embargo, se requiere esta altura mínima para que este enlace funcione antes de que surjan otros problemas. Si su antena no es lo suficientemente alta, cambiar la antena o cualquier otro 'arreglo' no servirá de nada.

Y, 10 pies es el mínimo. Hay una zona dependiente de la frecuencia llamada zona de Fresnel, y para 5,8 GHz, con suposiciones significativas sobre la geografía, aproximadamente 10 pies es lo que necesita para estar solo al 30 % en la zona. Esto está lejos de ser ideal. Más del 30% y es poco probable que el enlace funcione debido a la cantidad de reflexión. Idealmente, desea menos del 20%, o mejor aún, fuera de él por completo. Vea esta imagen para lo que quiero decir:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Las altitudes son aproximadamente 70 pies diferentes, pero en elevaciones para algún lugar aleatorio en Oklahoma (algún lugar plano).

Entonces, mi suposición inicial sería que podría resolver su problema simplemente aumentando la altura de su antena. Pero nuevamente, deberá usar la aplicación web o algo similar para su ubicación real y determinar si la altura en la que se encuentra ahora es suficiente o no. Si no es así, debe aumentar la altura. Si aumentar la altura no es una opción, entonces usar transmisión inalámbrica desde esa torre no es una opción. Nada de lo que haga (aparte de aumentar la altura de su propia antena) cambiará eso.

Ahora, una vez que sepa que su antena es lo suficientemente alta, puede comenzar a considerar sus opciones en términos de la antena real.

Estas son la lista de cosas que no son opciones:

  1. Diseñando tu propia antena que funcione bien
  2. Construyendo tu propia antena que funcione bien

Este no es un punto de acceso que se encuentra en una habitación diferente de su casa. Esto está a casi 5 millas de distancia. La forma casual en que aborda el diseño de antenas muestra que ha subestimado seriamente la dificultad de tal tarea. ¿Qué solucionador de campo 3D es tu favorito? Deberá aprender a usar uno para diseñar una antena. A menos que por diseño quiera decir ajustar las dimensiones de un diseño de antena conocido. Eso no es diseñar una antena, eso es usar una.

Pero incluso si logra obtener todas las dimensiones correctas, cosas como el grosor del material, el tipo de material, la cantidad y el tipo de dieléctrico (incluido el aire) entre las cosas, todo esto es importante. Se vuelve muy complicado muy rápidamente, y 5,8 GHz es lo suficientemente pequeño como para no perdonar en absoluto a este respecto. Ahórrese semanas de tiempo perdido e Internet que no funciona y simplemente haga lo que terminará haciendo de todos modos y compre una antena de calidad para exteriores.

De hecho, es muy probable que sea ilegal que utilice una antena construida por usted mismo según su ubicación y altura. Este es un objetivo importante para los rayos, y necesita un equipo que esté clasificado para tales situaciones. Necesita un radomo certificado como mínimo. Incluso si usted mismo hizo uno, obtener la aprobación sería costoso. Mucho más caro que comprar una antena.

Después de ajustar la altura, definitivamente debería comprar una buena antena direccional exterior de 5,8 GHz.

Una opción más económica podría ser una de estas , pero el patrón del lóbulo requerirá una alineación/orientación bastante cuidadosa. Nada que no puedas hacer tú mismo, pero podría ponerse un poco inquieto.

Personalmente, recomendaría una buena antena Yagi encerrada en un radomo para esta distancia. Es poco probable que la ganancia adicional de la antena del reflector parabólico haga una diferencia significativa en el rendimiento, mientras que es mucho más difícil de apuntar y configurar. Una antena yagi es bastante direccional pero aún tiene un buen ancho de haz (30°), son confiables y tienen un gran rendimiento.

Hagas lo que hagas, no intentes comprar una antena significativamente más barata que esas. Si te resistes al precio, bueno, ese es el precio que tienes que pagar. Puede encontrar antenas yagi de menos de $ 20 más baratas en eBay, pero tienen dos diferencias clave (hablo por experiencia personal y el uso de ellas):

  1. Su recepción no es ni siquiera vagamente cercana a la supuesta ganancia. De hecho, su ganancia será peor que la de una antena omnidireccional tipo látigo. Cómo lograron hacer eso me confunde y me asusta.

  2. Te pueden asesinar. (Iluminación)

Pero, de nuevo, es probable que ni siquiera necesite molestarse con las antenas, ya que la solución a su problema es, con suerte, algo tan simple como hacer que su antena esté un poco más alta del suelo.

¡Buena suerte!

tl; dr Simplemente haga que su antena sea más alta o mayor en RF.