私は最近、この Arduino用の（途方もなく高価な）BluetoothモジュールをSparkFunから購入しました。アイテムのページには、100 mでテストされたことが記載されています。私は彼らのセットアップについての情報を得るためにSparkFunに連絡しました、そして彼らは彼らがこの2.2 dBiアンテナを使用した100 mの範囲を達成すると言いました。
（2.4GHz）2.2 dBiアンテナでも100mの同様の結果が得られると思います。正しいですか？
ただし、この7 dBiアンテナは途中にあります。これを使用すると、2.2 dBiアンテナよりも広い範囲を取得できますか？
回答:
はい、7 dBIアンテナからの信号強度は2.2dBI（具体的には4.8 dB）よりも多くなります。それは、全方向に均等に放射するアイデアのアンテナ（0 dBI）よりも、より指向的にエネルギーを放射することによって、それを解決します。
この4.8 dBの信号強度の増加は、10 ^（4.8 / 10）= 3倍の電力です。これにより、理想的な条件で範囲が約70％増加します。
方向性があるため、より注意深くポイントする必要があります。具体的には、リンクされたアンテナはほぼ垂直線です。それはアンテナの周りを円形に放射します。あなたの受信機は、この飛行機の上または下にあまりありません。
あなたのビジョンに似たアンテナを考えることができます。0dBは、人工的なものとまったく同じようにみなされます。
次に、双眼鏡を使用してさらに表示することを決定します。双眼鏡の問題は、双眼鏡を使用しない場合に比べて表示範囲が広くないことです。しかし、双眼鏡は役に立ち、以前は見ることができなかったものを見ることができます。これは2.2dBのアンテナと同じです。
さらに見たいと思ったので、望遠鏡を引き出します。ここでも視野角を制限していますが、さらに見るには価値があります。これは7dBアンテナのようなものです。
アンテナはもう少し複雑です。それらのベースラインは、同時にすべての方向（上、下、前、後ろ、名前を付ける）を等しく見る能力です。この状況は、等方性アンテナと呼ばれます。これがdBの「i」がどこから来るかであり、それが私たちのベースラインです。
双眼鏡や望遠鏡の例に戻ると、アンテナは最初からこの360 *のビュー全体を使用しているため、これに複雑さのレベルを追加します。前面、背面、左、右を見ることができるが、上または下を見ることができないパターンを持つアンテナを1つ持つことができます。このタイプのアンテナは、上と下を切り取るので、ゲインを得ることができます。360 *の視野がまだあるので、これは主に全方向性アンテナと見なされますが、アンテナの真上または真下からは非常によく受信できません。
私が乗り越えようとしている基本的な概念は、ゲインはどこからでも得られるわけではないということです。アンテナパターンの別の部分にゲインを与えるには、アンテナパターンの一部を犠牲にする必要があります。
だからあなたの質問に：
（2.4GHz）2.2dBIアンテナでも同様の100mの結果が得られると思います
必ずしも。基本的に、非常に奇妙なアンテナパターンを備えた2.2dBIアンテナを使用すると、ヌルが多くなり、範囲が狭くなり、他のエリアでは範囲が100mになる可能性があります。実際に見つけるには、アンテナのデータシートを詳しく調べる必要があります。
アンテナメーカーは常に、競合他社よりもアンテナの音を良くするために最善を尽くします。つまり、可能な限り最大の数を取得するために、アンテナゲインをわずかに異なる方法で測定する可能性があります。適切なアンテナがあれば、適切なアンテナパターンを取得できます。
既存の回答はほとんどあなたの質問に対処していますが、後世のために、いくつかのことを明確にしたいと思います。
dBiは総放射電力と同等ではないため、注意が必要です。アンテナが異なれば、効率も大きく異なります。
dBiが示すのは、均一かつ全方向性（等方性）に放射する完全なアンテナと比較した場合に、すべての可能な方向からのピークゲインです。また、これは比率であり、対数スケールであるため、3 dBは2倍、20 dBは100倍です（iはdBiで等方性を意味します）。
とにかく、重要なことは、2.2 dBiアンテナは、直接指しているもの（狭いビーム幅）を除いて、全方向にひどいゲインがあり、実際には全方向性アンテナよりも総電力の放射が少ないことです。*
見通し内（LOS）環境の場合、アンテナが実際に他のアンテナに正しく向けられている限り、おそらくこのピークゲインが問題になります。**ただし、屋内および非見通し内では視界（NLOS）環境では、クレイジーな干渉パターンを作成する大量のマルチパスを取得できます-信号は床、天井、冷蔵庫、電話などで跳ね返り、これらのさまざまな反射がある場所に応じて建設的または破壊的に追加することができ、劇的に異なる受信電力を提供します。これらのNLOS環境では、アンテナの効率（総放射電力）は多くの場合、指向性（dBi）よりもはるかに重要です。
*たとえば、完全な3 dBiアンテナ（2倍のゲイン）は、方位角と仰角の両方でそのすべての電力を180度で放射します（球の半分と考えてください）。これは常にゲインが徐々に変化するため、実際には決して達成できません（特に、ビームパターンを見ると、通常は3 dBの線が描かれ、ヒートマップは徐々に変化します）。ただし、18度のビーム幅で3 dBiのゲインを達成したアンテナは、1/100の電力を放射しているとしても、3 dBiアンテナと見なされます（方位角で1/10、幅で1/10であるため）標高が広い）。
**他のオブジェクトや反射がない場合、他のアンテナは直接放射された電力しか受信しないため、他の方向のゲインが何であるかは関係ありません。ただし、実際には、グラウンドバウンスがあっても、ねじれた干渉パターンが得られることがあります。
最終的な考え-フリースペースパス損失計算機（例：https : //www.pasternack.com/t-calculator-fspl.aspx）を見ると、2.2 dBiのゲインで約22 mの追加範囲が得られます（ 0 dBiアンテナでは78 m、2.2 dBiアンテナでは100 m）。7 dBiアンテナでは、同じ経路損失に対してさらに75 m、最大175 mになります。繰り返しますが、これは理想的な自由空間（反射/吸収なし）と完全に尖ったアンテナでのみです。
また、アンテナのゲインが高すぎると法が破られる可能性があることにも注意してください。FCCは、2.4 GHz帯域での無許可の送信を1ワットEIRP（同等の等方性放射電力）に制限します。また、光の速度からの待ち時間（175 mで約1 usの往復）が物事を壊す可能性があるため、ある程度の距離では、Bluetoothプロトコルが実際に失敗し始める可能性があります（ただし、WiFiについてはよく知っていますが）。
はい等方性は真の「全方向性」を意味します。ゴム製のダッキーアンテナまたはパッチアンテナにはヌルゾーンがあるため、アンテナの横方向のより多くの方向に送信します。この利得は通常2〜3dBi ...他の方向の損失を考慮しています。
指向性の高いTVアンテナと衛星放送受信アンテナは、多くの場合、16〜24 dBiの範囲で始まります。ピーク方向のゲインとビーム幅は、等方性とのトレードオフです。
これがあなたに意味することは、あなたがフリンジにいるとき、彼らは今や5dBをより大きくすることを目指すことができるということです、そしてそれはあなたをエラーのないモードに連れて行きます。ただし、ナロービームヘッドライトのように、遠くにあり、ルーターまたはセルタワーへの方向がわからない場合、RSSIまたは携帯電話の受信信号強度インジケーターを監視するまで迷う可能性が高くなります。ただし、Wifiの場合、2つの目的があります。接続が確立すると、それはボーレートに戻り、信号の強度ではなく、AppleのOSXなどの一部の場合に戻ります。信号が失われた場合は、良好な接続を維持することを目的とする必要があります。
サイトの明確なラインで直接理想的な「干渉のない」ポイントツーポイントの場合、5 dBの改善は、距離をほぼ2倍にできることを意味します。これは都市ではめったに起こらないので、距離は信号に向けて干渉から遠ざかる能力ほど重要ではありません。
パス損失を計算したい場合は、パス損失に「Friis伝達方程式」を使用できます。
これは、受信機のノイズフロア、マルチパスデッドゾーン、および建物、木、雨などからのパス損失を考慮していません。
範囲、Rはメートル単位で、ラムダは送信機の波長FtとアンテナGr、Gtの両方のゲインです。
（2.4GHz）2.2dBIアンテナでも同様の100mの結果が得られると思います
いいえ、私はアンテナの専門家ではありませんが、指向性アンテナについて聞いたことがあります。dBiの「i」は「等方性」を意味し、すべての方向に均一に放射することを意味します。このようなアンテナは実際には存在しませんが、理論モデルを参照として使用できます。したがって、2.2 dBiアンテナは、等方性アンテナよりも2.2 dB優れています。
言って任意の 2.2 dBiのアンテナは同じ距離をもたらすであろうことは、アンテナの指向性を無視します。指向性の高いアンテナは、指向性の低いアンテナよりも少ない電力で100 mを実現します。