Дальность радиосвязи в очень большой (можно сказать – в определяющей) степени зависит от параметров применяемых антенн и места их установки, поэтому выбор антенн и правильность их установки является очень важным этапом при проектировании систем радиосвязи.

Основными параметрами антенн являются направленность и усиление.

Направленность антенны – это описание способности принимать и передавать сигналы с разных направлений. По этому признаку антенны классифицируются как ненаправленные (всенаправленные) и направленные.

Ненаправленные антенны одинаково принимают и передают сигналы со всех направлений. Часто ненаправленными называют антенны с круговой диаграммой направленности, хотя строго говоря, они таковыми не являются, поскольку одинаково принимают и передают сигналы только в горизонтальной плоскости (вдоль земной поверхности), а сверху и снизу принимают и передают хуже. Такое упрощение вполне оправданно, если мы говорим об использовании антенн для установки на зданиях, мачтах, автотехнике – во всех этих случаях нам важно распространение сигналов вдоль земной поверхности и нет необходимости учитывать распространение сигналов сверху и снизу. Поэтому и здесь под ненаправленными антеннами будем понимать антенны с круговой диаграммой направленности (360 градусов).

Направленные антенны сконструированы таким образом, чтобы лучше принимать и передавать сигналы с одного направления (сектора) за счет ослабления приема и передачи с других - поэтому они при прочих равных условиях более эффективны в рабочем направлении, чем ненаправленные антенны и позволяют обеспечивать в рабочем направлении бОльшую дальность связи. Можно сказать, что общая мощность излучения антенны концентрируется в рабочем секторе, за счет этого и получается усиление. Чем более узкий рабочий сектор (диаграмма направленности антенны), тем больше усиление.

На рисунках ниже показаны типовые диаграммы "ненаправленной" и "направленной" антенн.

Усиление антенны - это числовой показатель эффективности антенны в рабочем направлении по сравнению с идеальной и несуществующей на практике антенной - всенаправленным "изотропным" излучателем со сферической диаграммой направленности. Как уже говорилось, направленные антенны имеют усиление за счет того, что они более эффективны в рабочем секторе за счет снижения эффективности с других направлений. У антенн с круговой диаграммой направленности также имеется усиление – за счет того, что они «работают» вдоль земной поверхности и не работают вверх и вниз.  Усиление антенны измеряют в dBi (децибеллы относительно идеального изотропного излучателя).

Упрощенно можно сказать, что если одна антенна имеет усиление 10dBi (АН-433, Полярис 450-7), а другая – 4 dBi (АШ-433, АД1-433, МА-4397), то первая из них как бы "усилит сигнал" в рабочем направлении на 6dB (в 4 раза) по сравнению со второй.

Важнейшее влияние на дальность связи оказывает место установки антенн. Если мы говорим о диапазоне 433 МГц, то сигналы этого диапазона не могут "огибать" препятствия (здания, лесные массивы, изломы рельефа) на своем пути, как это происходит на более низких частотах (например, 27 МГц). Правда, в других популярных частотных диапазонах (868 МГц или 2,4 ГГц) дела с «огибанием» препятствий обстоят еще хуже. По этой причине самым эффективным средством повышения дальности связи является поднятие антенн - чтобы обеспечить между ними «прямую видимость».

Здесь следует понимать, что наличие прямой видимости не является обязательным условием работоспособности системы радиосвязи. Связь будет и в лесу, и в городской застройке – просто дальность при этих условиях получится меньше, чем в условиях прямой видимости. Таким образом, при небольших расстояниях связи можно снизить требования к месту установке антенн.

Поднятие антенн часто приводит к удлинению антенного кабеля (от антенны до радиомодема или радиомодуля), что в определенных случаях может свести на нет все преимущества от поднятия антенны, поскольку в любом кабеле неизбежны потери сигнала. Популярные недорогие марки кабеля (например, RG-58) вносят потери около 4dB (более, чем в 2 раза по мощности) на каждые 10 метров. Здесь можно выйти из положения использованием радиомодемов «Спектр 433» в "уличных" исполнениях со степенью защиты IP65 – их можно установить в непосредственной близости от антенны на тот же кронштейн/мачту, избежав тем самым потерь в длинном высокочастотном кабеле.

Скомпенсировать потери в антенном кабеле можно также за счет повышения выходной мощности радиомодемов и радиомодулей «Спектр 433» – они позволяют это сделать программно соответствующей настройкой.

Как и в случае с обеспечением прямой видимости потери в кабеле могут не иметь большого значения при небольших дальностях связи, что позволяет в таких случаях более вольно использовать длинные антенные кабели.

 Итак, чем руководствоваться при выборе антенн для использования совместно с радиомодемами и радиомодулями «Спектр 433»? Топологией системы радиосвязи и требуемой дальностью связи.

Если планируется топология "звезда" (база и несколько объектов вокруг), то на базе придется в любом случае устанавливать антенну с круговой диаграммой направленности (Полярис 433-6, АШ-433, АД1-433, МА-4397, BA-4396), чтобы обеспечить одинаковый прием от объектов со всех направлений.

На объектах при этом можно использовать как те же ненаправленные антенны (если требуется дальность связи в пределах 1...2 км в прямой видимости), так и направленные антенны: слабонаправленные АН2-433 или АД2-433 для дальности связи до 2...4 км в прямой видимости или "мощные" АН7-433, АН-433, Полярис 433-7 для дальности связи до 3...6 км в прямой видимости.

Если удаленные объекты находятся по отношению к базе не со всех сторон, а в каком-то одном секторе, то на базе можно использовать и одну из направленных антенн: слабонаправленные АН2-433 и АД2-433 имеют «рабочий» сектор около 180 градусов, а мощные направленные АН-433 или Полярис 433-7 - около 40 градусов. Использование направленных антенн в качестве базовой (если это позволяет взаимное расположение базы и удаленных объектов) позволит увеличить дальность связи по сравнению с ненаправленной антенной на базе.

Для увеличения дальности связи можно также воспользоваться возможностью работы радиомодемов и радиомодулей «Спектр 433» в режиме ретранслятора – благодаря этому можно построить "цепочку" радиомодемов и обеспечить связь на расстоянии нескольких десятков километров. Ретрансляторы могут помочь также "обогнуть" излом поверхности земли на пути распространения радиосигнала.

В качестве ориентира для выбора антенн можно использовать следующую таблицу, в которой приводятся примерные дальности связи между антеннами разных типов в условиях прямой видимости.

Данные в таблице носят ориентировочный характер и предназначены для примерной оценки достижимой дальности связи. Реальные дальности могут отличаться от указанных в таблице из-за особенностей местности, способа установки антенн, длины антенного кабеля и т.д.