Antennas

Antenna Concepts

© 2001, Cisco Aironet Systems, Inc. 

Chapter5­1

© 2001, Cisco Systems, Inc. 

AWLF1.0—Chapter5­2

Objectives Upon completion of this chapter, you  should be able to: • Understand how an antenna is used to  propagate an RF signal • Explain what an isotropic antenna is and why it  is used as a reference for other antennas • Identify Cisco Aironet antennas, their coverage  patterns, and the proper polarization of each  antenna  © 2001, Cisco Systems, Inc. 

AWLF1.0—Chapter5­3

Cisco Aironet Antennas FCC requires that ALL antennas sold by  a spread spectrum vendor be certified  with the radio they are to be sold with All Cisco Aironet­supplied cables, RF devices  and antennas have reverse TNC  (RP­TNC) connectors  Cisco Aironet­supplied antennas meet all  FCC rules Wide variety antennas for most applications © 2001, Cisco Systems, Inc. 

AWLF1.0—Chapter5­4

Antenna Concepts Directionality • Omni (360º coverage) directional • Directional (limited range of coverage)

Gain • Measured in dBi and dBd. (0dBd = 2.14dBi) • More gain means more coverage ­  in certain directions

Polarization • Antennas are used in the vertical polarization © 2001, Cisco Systems, Inc. 

AWLF1.0—Chapter5­5

Antenna Gain In life you never get “something for  nothing;” the same is true in antenna  gain. If the gain of an antenna goes up, the  coverage area or angle goes down. Coverage areas or radiation patterns are  measured in degrees. These angles are referred to as  beamwidth, and have a horizontal and  vertical measurement. © 2001, Cisco Systems, Inc. 

AWLF1.0—Chapter5­6

Antenna Theory A theoretical  isotropic antenna  has a perfect 360º  vertical  and  horizontal  beamwidth. This is a reference  for ALL antennas © 2001, Cisco Systems, Inc. 

Side View (Vertical Pattern)

Top View (Horizontal Pattern)

AWLF1.0—Chapter5­7

Antenna Theory­ Dipole To obtain omni­directional  gain from an isotropic  antenna, the energy lobes  are ‘pushed in’ from the  top and bottom, and  forced out in a doughnut  type pattern. The higher the gain,  the smaller the vertical  beamwidth, and the larger  the horizontal lobe area

Side View (Vertical Pattern) Vertical Beamwidth New Pattern (with Gain)

Top View (Horizontal Pattern)

This is the typical dipole  pattern. Gain of a dipole is 2.14dBi (0dBd) © 2001, Cisco Systems, Inc. 

AWLF1.0—Chapter5­8

High Gain Omni­Directionals High gain omni­ directional antennas  will create more  coverage area  in away from the  antenna, but the  energy level directly  below the antenna  will become lower.  Coverage here may  be poor. © 2001, Cisco Systems, Inc. 

Beamwidth

Area of poor coverage directly under the antenna

AWLF1.0—Chapter5­9

Directional Antennas For directional  antennas the lobes are  pushed in a certain  direction, causing the  energy to be  condensed in a  particular area. Very little energy is in  the back side of a  directional antenna. © 2001, Cisco Systems, Inc. 

Side View (Vertical Pattern)

Top View (Horizontal Pattern)

AWLF1.0—Chapter5­10

FCC Part 15 Antenna  Requirements

© 2001, Cisco Systems, Inc. 

AWLF1.0—Chapter5­11

EIRP Effective Isotropic Radiated Power Power Setting

dBm

w/ 6 dBi Patch

EIRP

100 mW

20 dBm

6 dBi

26 dBm

50 mW

17 dBm

6 dBi

23 dBm

30 mW 20 mW 15 mW 5 mW 1 mW

15 dBm 13 dBm 12 dBm 7 dBm 0 dBm

6 dBi 6 dBi 6 dBi 6 dBi 6 dBi

21 dBm 19 dBm 18 dBm 13 dBm 6 dBm

© 2001, Cisco Systems, Inc. 

AWLF1.0—Chapter5­12

Cisco Aironet  Antennas © 2001, Cisco Systems, Inc. 

www.cisco.com

AWLF 1.0—Chapter5­13

2.4Ghz Omni­Directional  Antennas 2.2dBi Dipole “Standard Rubber Duck” Cisco Aironet Part # AIR­ANT4941

© 2001, Cisco Systems, Inc. 

AWLF1.0—Chapter5­14

2.4Ghz Omni­Directional  Antennas 2.2dBi Ceiling Mount Cisco Aironet Part # AIR­ANT3194

© 2001, Cisco Systems, Inc. 

AWLF1.0—Chapter5­15

2.4Ghz Omni­Directional  Antennas 5.2dBi Ceiling Mount Cisco Aironet Part # AIR­ANT1728

© 2001, Cisco Systems, Inc. 

AWLF1.0—Chapter5­16

2.4Ghz Omni­Directional  Antennas 5.2dBi Mast Mount Vertical  Cisco Aironet Part # AIR­ANT2506

© 2001, Cisco Systems, Inc. 

AWLF1.0—Chapter5­17

2.4Ghz Omni­Directional  Antennas 5.2dBi Pillar Mount Diversity Cisco Aironet Part # AIR­ANT3213

© 2001, Cisco Systems, Inc. 

AWLF1.0—Chapter5­18

2.4Ghz Omni­Directional  Antennas 5.2dBi Ground Plane Cisco Aironet Part # AIR­ANT2561

© 2001, Cisco Systems, Inc. 

AWLF1.0—Chapter5­19

2.4Ghz Omni­Directional  Antennas 12dBi Omni Directional  (Outdoor only) Cisco Aironet Part # AIR­ANT4121

© 2001, Cisco Systems, Inc. 

AWLF1.0—Chapter5­20

2.4Ghz Directional  Antennas 3dBi Patch Antenna – 65 degree Cisco Aironet Part # AIR­ANT3195

© 2001, Cisco Systems, Inc. 

AWLF1.0—Chapter5­21

2.4Ghz Directional  Antennas 6dBi Patch Antenna – 65 degree Cisco Aironet Part # AIR­ANT1729

© 2001, Cisco Systems, Inc. 

AWLF1.0—Chapter5­22

2.4Ghz Directional  Antennas 8.5dBi Patch Antenna – 55 degree Cisco Aironet Part # AIR­ANT3549

H Plane E Plane

© 2001, Cisco Systems, Inc. 

AWLF1.0—Chapter5­23

2.4Ghz Directional  Antennas 13.5dBi Yagi Antenna – 25 degree Cisco Aironet Part # AIR­ANT1949

© 2001, Cisco Systems, Inc. 

AWLF1.0—Chapter5­24

2.4Ghz Directional  Antennas 21dBi Parabolic Dish Antenna – 12 degree Cisco Part # AIR­ANT3338

© 2001, Cisco Systems, Inc. 

AWLF1.0—Chapter5­25

Summary Upon completion of this chapter you should be  able to perform the following tasks:

• How different antennas can affect the  propagation of the RF signal

• Compare antenna ratings in dBi vs. dBd • Assist the customer in choosing the right  antenna for their installation

© 2001, Cisco Systems, Inc. 

AWLF1.0—Chapter5­26

Review Questions 1. A 2.14 dBi antenna is the same as a 3.28  dBd antenna (True/False)? 2. An antenna with more gain is always a  better antenna? Why or why not? 3. Ceiling mount antennas are always the best  choice for an indoor installation? Why or  why not? 4. A higher gain antenna adds more output  power to the access point’s output  (True/False)? © 2001, Cisco Systems, Inc. 

AWLF1.0—Chapter5­27

Cisco Aironet Wireless Training© 2000, Cisco Aironet Systems, Inc.