Vícecestné šíření: posun o šest centimetrů

Zatím jsme počítali jednu cestu. V reálné hale jich je vždycky víc — přímá a k tomu odrazy od podlahy, stropu, regálů a od každého plechu v okolí. Do antény přijdou všechny najednou a sečtou se jako vlny, tedy i s fází. Ta fáze závisí na rozdílu délek drah, a rozdíl délek se měří ve vlnových délkách — na 2,4 GHz tedy po dvanácti centimetrech.

Když se ty dvě cesty liší o celý násobek vlnové délky, sečtou se a signál je až o 6 dB silnější než ve volném prostoru. Když se liší o lichý násobek poloviny, odečtou se — a protože odraz od podlahy je skoro stejně silný jako přímá vlna, výsledek může být o dvacet i třicet decibelů níž.

Tři věty, které z toho plynou

• „Signál je slabý, jsme moc daleko“ bývá špatná diagnóza. Robot může mít v deseti metrech horší příjem než v patnácti. Vzdálenost je jenom obálka; ta vlnovka je to, co se opravdu naměří.
• Řešením je pohnout anténou, ne zesílit vysílač. Posun o čtvrt vlnové délky (3 cm na 2,4 GHz) přesune anténu z minima do maxima. Zesílení o 3 dB proti třicetidecibelovému zákmitu nezmůže nic.
• Proto existuje anténní diverzita. Dvě antény vzdálené aspoň λ/2 nejsou nikdy v minimu obě zároveň, a přijímač si vybere tu lepší. Je to nejlevnějších 10 dB, které se dají koupit.

Zlomový bod

Do určité vzdálenosti se obě cesty střídají v součtu a rozdílu a graf vlní. Za ní už je dráhový rozdíl tak malý, že jsou vlny trvale skoro v protifázi a začnou se odečítat pořád. Signál pak klesá s d⁴ místo s d² — dvanáct decibelů na každé zdvojnásobení místo šesti.

Anténa robota ve výšce 40 cm a přístupový bod ve třech metrech dávají na 2,4 GHz zlomový bod kolem 122 metrů — v hale se na něj tedy nedojede. Ale anténa položená na podlaze (5 cm) ho posune na 15 metrů, a za ním je propad, který žádné nastavení nespraví. Tohle je jeden z mála výpočtů, který doporučí konkrétní věc: zvedni anténu.