¿Mayor dBi significa mayor alcance para una antena?

Sí, obtendrá más intensidad de señal con una antena de 7 dBI que con una de 2,2 dBI (específicamente 4,8 dB). Resuelve eso al irradiar energía más direccionalmente que una antena de idea que irradia uniformemente en todas las direcciones (0 dBI).

Esta potencia de señal aumentada de 4,8 dB es 10^(4,8/10) = 3 veces más potencia. Eso aumentará su rango en aproximadamente un 70% en condiciones ideales.

Dado que es direccional, deberá señalarlo con más cuidado. Específicamente, la antena vinculada es prácticamente un cable vertical. Irradia en un círculo alrededor de la antena; su receptor no debería estar muy por encima o por debajo de este plano.

Puedes pensar en antenas similares a tu visión. 0dB sería considerado como usted sin nada artificial.

Ahora decide que le gustaría usar un par de binoculares para ver más lejos. El problema con los binoculares es que su rango de visión no es tan grande como sin ellos. Sin embargo, los binoculares son útiles, te permiten ver cosas que antes no podías ver. Esto es similar a, digamos, una antena de 2.2dB.

Ahora decides que quieres ver aún más lejos, así que sacas un telescopio. Nuevamente, está limitando el ángulo de visión, pero puede valer la pena para ver más lejos. Esto sería como una antena de 7dB.

Las antenas son un poco más complejas, su base sería la capacidad de ver por igual en todas las direcciones (arriba, abajo, adelante, atrás, lo que sea) al mismo tiempo. Esta situación se denomina antena isotrópica. Aquí es de donde proviene la 'i' en dB, y es nuestra línea de base.

Volviendo al ejemplo de los binoculares y los telescopios, las antenas añaden un nivel de complejidad a esto debido a esta vista completa de 360* con la que empiezas. Podría tener una antena que tenga un patrón que aún le permita ver hacia adelante, hacia atrás, hacia la izquierda y hacia la derecha, pero no le permita ver por encima o por debajo de usted. Este tipo de antena puede tener una ganancia porque cortas la de arriba y la de abajo. En gran medida, esto todavía se consideraría una antena omnidireccional porque todavía tiene una vista de 360 ​​​​*, pero no podrá recibir muy bien directamente desde arriba o debajo de la antena.

El concepto básico que estoy tratando de transmitir es que la ganancia no puede surgir de la nada, tienes que sacrificar una parte del patrón de la antena para darle ganancia a otra parte del patrón de la antena.

Así que a su pregunta de:

Supongo que cualquier antena (2,4 GHz) de 2,2 dBI producirá resultados similares a 100 m

No necesariamente. Básicamente, podría tener una antena de 2.2dBI que tiene un patrón de antena realmente extraño que hace que tenga muchos nulos en los que tendría poco alcance, mientras que otras áreas podrían tener un alcance de 100 m. Para averiguarlo realmente, debe profundizar en la hoja de datos de las antenas.

Vale la pena señalar que los fabricantes de antenas siempre harán todo lo posible para que su antena suene mejor que la de la competencia. Esto significa que pueden medir las ganancias de su antena de formas ligeramente diferentes para obtener el mayor número posible. Con cualquier buena antena, podrá obtener patrones de antena adecuados.

La mayoría de las respuestas existentes han abordado su pregunta, pero solo para la posteridad, quiero aclarar un par de cosas.

Hay que tener cuidado con los dBi, ya que no es equivalente a la potencia radiada total. Diferentes antenas pueden tener eficiencias drásticamente diferentes.

Lo que dBi le dice es la ganancia máxima de todas las direcciones posibles en comparación con una antena perfecta que irradia de manera uniforme y omnidireccional (isotrópica). También debe tener en cuenta que se trata de una relación y que está en la escala logarítmica, por lo que 3 dB es 2 veces más, mientras que 20 dB es 100 veces más (y la i en dBi significa isotrópico).

De todos modos, lo importante a tener en cuenta es que una antena de 2,2 dBi podría tener una ganancia terrible en todas las direcciones, excepto en lo que apunta directamente (un ancho de haz estrecho) y, de hecho, irradia menos potencia total que una antena omnidireccional.*

Cuando se encuentra en entornos de línea de visión (LOS), esta ganancia máxima es probablemente lo único que importa, siempre y cuando la antena apunte correctamente a la otra antena.** Sin embargo, en interiores y sin línea de visión. (NLOS), puede obtener una gran cantidad de rutas múltiples que crearán patrones de interferencia locos: la señal rebotará en los pisos, techos, su refrigerador, su teléfono, etc., y dependiendo de dónde se encuentre, estos diferentes reflejos puede agregar de manera constructiva o destructiva, brindándole un poder recibido drásticamente diferente. En estos entornos NLOS, la eficiencia de la antena (potencia radiada total) a menudo importa mucho más que la directividad (dBi).

* Por ejemplo, una antena perfecta de 3 dBi (ganancia 2x) irradiaría toda su potencia en 180 grados, tanto en azimut como en elevación (piense en la mitad de una esfera). Esto nunca se puede lograr en la realidad, ya que siempre es un cambio gradual en la ganancia (en particular, cuando observa los patrones de haz, generalmente dibujan la línea de 3 dB, un mapa de calor mostraría un cambio gradual). Sin embargo, una antena que logró una ganancia de 3 dBi en solo un ancho de haz de 18 grados también se consideraría una antena de 3 dBi, aunque esté radiando 1/100 de la potencia (ya que tiene 1/10 de ancho en acimut y 1/10 de ancho). ancho en elevación).

** En ausencia de otros objetos/reflejos, la otra antena solo recibiría la potencia que se irradia directamente hacia ella, por lo que realmente no importa cuál sea la ganancia en cualquier otra dirección. Aunque, en realidad, incluso con rebotes en el suelo puedes obtener algunos patrones de interferencia extraños.

Pensamiento final: si observa una calculadora de pérdida de ruta de espacio libre, por ejemplo, https://www.pasternack.com/t-calculator-fspl.aspx , esa ganancia de 2.2 dBi le brinda un rango adicional de aproximadamente 22 m (la misma pérdida de ruta en 78 m para una antena de 0 dBi como 100 m para una antena de 2,2 dBi). Su antena de 7 dBi daría otros 75 m, hasta 175 m para la misma pérdida de trayectoria. Nuevamente, esto es solo en un espacio libre ideal (sin reflejos/absorción) y una antena perfectamente puntiaguda.

También debe tener en cuenta que puede estar infringiendo la ley con una ganancia de antena demasiado alta: la FCC limita la transmisión sin licencia en la banda de 2,4 GHz a 1 vatio EIRP (potencia isotrópica radiada equivalente). Además, a cierta distancia, el protocolo bluetooth probablemente comenzará a fallar, ya que la latencia de la velocidad de la luz (alrededor de 1 us ida y vuelta a 175 m) puede romper las cosas (aunque estoy mucho más familiarizado con WiFi).

Sí, isotrópico significa verdadero "omnidireccional". Dado que una antena de patito de goma o de parche tiene zonas nulas, envía más en algunas direcciones de costado a la antena. Esta ganancia generalmente es de 2 ~ 3dBi ... representa la pérdida en otras direcciones.

La antena de TV altamente direccional y las antenas parabólicas comienzan en un rango de 16 a 24 dBi. La ganancia y el ancho de haz de la dirección máxima son compensaciones de isotrópico.

Lo que esto significa para ti es que cuando estás al margen, ahora pueden apuntar a obtener 5dB más, lo cual es enorme y eso te lleva al modo libre de errores. Pero al igual que un faro de haz angosto, también significa que si está lejos y no conoce la dirección hacia el enrutador o la torre celular, es más probable que se pierda hasta que controle su RSSI o el indicador de intensidad de la señal recibida en el teléfono celular. Sin embargo, para Wifi, tiene un doble propósito. Una vez que se establece una conexión, vuelve a la velocidad en baudios y no a la intensidad de la señal en algunos casos, como el OSX de Apple, y si pierde la señal, debe intentar mantener una buena conexión.

Para un punto a punto directo ideal "sin interferencias" en una línea clara del sitio, la mejora de 5 dB significa que casi puede duplicar su distancia. Esto rara vez sucede en la ciudad, por lo que la distancia no es tan importante como la capacidad de apuntar hacia la señal y alejarse de la interferencia.

Si uno quisiera calcular la pérdida de ruta, podría usar la "Ecuación de transmisión de Friis" para la pérdida de ruta. Esto no tiene en cuenta el ruido de fondo del receptor, las zonas muertas de trayectos múltiples y las pérdidas de trayecto de edificios, árboles, lluvia, etc.

El rango, R está en metros, al igual que Lambda, la longitud de onda del transmisor Ft y las ganancias para ambas antenas Gr, Gt.

Supongo que cualquier antena (2,4 GHz) de 2,2 dBI producirá resultados similares a 100 m

No. No soy un experto en antenas, pero he oído hablar de antenas directivas. La "i" en dBi significa "isotrópico", lo que significa que irradia uniformemente en todas las direcciones. Tal antena realmente no existe, pero el modelo teórico puede usarse como referencia. Entonces, una antena de 2,2 dBi funciona 2,2 dB mejor que la antena isotrópica.

Decir que cualquier antena de 2,2 dBi producirá la misma distancia ignora la directividad de la antena. Una antena con mayor directividad alcanzará los 100 m con menos potencia que una antena menos directiva.