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  • 1 # 峰芒科技

    先說結論,可以增強,但不是簡單套上去,要正確處理才能增強。

    首先,家用無線路由器常用的這些鞭狀天線,形狀類似下圖的樣子

    其天線的輻射方向圖都是同下圖類似。對於不是無線電專業的人也很容易理解,圖的基本含義就是,天線豎直放置,圍繞天線的水平面方向訊號最強,天線頭所指方向訊號最弱。

    典型的鞭狀天線中,水平方向同垂直方向的訊號強度差都在20dB以上(強100倍以上),所以這種鞭狀天線通常情形正確的實用方法應該是直立,讓附近各個方向都能接收到較強的訊號。

    其次,在天線上這樣簡單罩著一個易拉罐,實際上 等於罩了一個未接地的法拉第籠子,對電磁波有強烈的衰減作用。這是我在家裡做的一個簡單實驗的結果:

    這個曲線是用WiFi Analyzer記錄的附近接入點訊號強度隨時間變化的曲線。最上方的藍色曲線是家裡在無線路由器單根天線上罩上易拉罐和去掉易拉罐之後的強度。可以明顯看出去掉易拉罐以後訊號增強了大約11dB,相當於10倍多。所以簡單套上易拉罐就能增強無線路由器的訊號強度的說法不大靠譜。

    最後,如何才是正確使用易拉罐來增強天線的訊號強度呢?應該把易拉罐剪開套在天線上做成這樣一個近似拋物面反射天線,這個天線會有比較好的方向性,理論上可以在最大輻射方向提供多10~12dB的增益。當然,沒有天上掉下來的能量,這種設計意味著反射面背面的訊號會非常弱,也就是路由器放置時候需要把拋物面反射面對準想要覆蓋的區域。由於家裡一般路由器都是靠牆或者角落放置,靠牆那一面並不需要訊號,把那些訊號透過反射面集中到房間裡實際上是有好處的。

    這個天線象什麼呢?沒錯,像這種雷達天線的山寨版:

    結論就是,用易拉罐能增強家裡的無線路由器訊號強度,但是不是簡單套個易拉罐就可以的。

    但是還要搞清楚一個問題:增強訊號的目的是什麼?這個問題看似廢話,增大訊號強度當然是要提高傳輸速率。但事實是,WiFi覆蓋的WLAN下傳輸速率不是由手機/iPad/筆記本等裝置所接收到的訊號強度決定的!

    大家希望增強接收訊號都是為了上網上得快一點嘛,當然如果你單純地為了看著手機上WiFi訊號滿格感覺很爽那...按前面的做法就對了。把易拉罐(其實鋁是否對電磁波有強的反射效果這點也要考慮下,如果對電磁波吸收效能強的話就囧了)做成拋物面雙曲面等曲面確實能使WiFi傳送的訊號能量更集中,利於手機等裝置接收到更強的訊號。但是這並不一定能提高你無線上網的速率,相反,還有可能適得其反。以下從理論上分析一下,所得結論皆為紙上談兵,如果和實踐結果相反,那。。。說明還有別的東西沒考慮到。假設接收WiFi訊號的是手機,筆記本神馬的都是一個原理。

    首先跟大家說一下無線通道的特點,無線通道的一個主要特點是它會隨著時間變化,有時候通道條件特別好你傳送1W的訊號接收到0.9W,但有時候通道條件很爛,你發1W的訊號結果只能收到0.0001W。而什麼時候通道條件好什麼時候通道條件不好誰也不知道,也就是說無線通道的通道增益是隨機的。

    這會導致什麼問題呢?我們假設WiFi以最大功率來發送資訊,如果它保持傳送速率不變的話(假設是54Mbps),通道條件好時沒問題,收發雙方都很happy。但是某個時間段通道條件不好了,還是以這個速率傳送資訊,那麼接收端必然出錯。這時候解決的辦法只能降低傳送速率。所以WiFi是具有速率調整功能(Data Rate Adaptive)的裝置:通道條件好時候提高發送功率,使用高階的調製技術(16QAM),發得快一些;通道條件差了就降低傳送功率,使用低階的調製方式(QPSK),發慢一點甚至完全不發信息。

    然後問題來了,WiFi是如何得知當前通道是好還是差呢?一般來說有兩種方法,802.11n或者更高階的技術裡允許手機裝置在上行鏈路,也就是手機發送到WiFi的訊號中報告當前的通道狀況,然後WiFi依據這個資訊來調整傳送速率。而現在廣泛使用的802.11g裡WiFi直接測量接收到的手機訊號強度,依此判斷通道狀況,如果WiFi裝置接收到強的手機訊號,那麼它會假設當前通道條件很好,提高發送速率;反之亦然。易拉罐罩著WiFi天線的壞處在於,雖然它使發射的波束定向從而在手機接收端產生更強的接收訊號,但是從手機發到WiFi的訊號強度可能因為這些罩子的遮擋等原因而變小了(當然如果WiFi和手機是視距傳輸的話也有可能增大),使得WiFi裝置誤認為當前通道條件很差而一直採用低速率的傳輸模式。於是乎,有可能看著訊號強度滿格,結果上網慢得一逼。

    另外,用易拉罐做天線反射面還有另一個更大的問題。如果是單天線WiFi裝置還好,倘若是雙天線WiFi。。。這種系統叫MIMO,簡單來說,它是把傳送的訊號在兩根天線上同時傳輸,希望這個訊號透過不同的傳輸路徑到達接收端。這麼做的好處是如果這兩條路徑是相互獨立的,那麼即使其中一條路徑處於深衰落(1W傳送接收到0.0001W),另一條也有可能通過了好的路徑(傳送1W接收到0.5W),這麼一來接收端(對手機或者WiFi來講都一樣)會更有可能收到高質量的訊號,從而保持整個系統有一個相對比較高的傳送速率。用易拉罐做兩個罩子會使得兩根天線上傳送或者接收的訊號透過一條基本相同的通道,於是乎第二根天線帶來的好處基本就沒有了。這樣做從理論上來說是有害無益的。

    總而言之,提高整個系統的傳輸速率並不是單純看手機上的接收訊號有多強,是收發雙方共同決定的。另外,WiFi這種裝置和大型基站應用情景不同,它之所以使用全向天線而非定向天線不僅僅是因為全向天線成本低。而且,隨著WiFi技術的進一步發展,多天線的WiFi肯定會取代單天線,對於多天線的WiFi裝置非常不建議外加定向天線。說不好聽一點,無線通訊技術發展了十年才取得的進步被幾個易拉罐就拉回了十年前,研究者們是要多麼無語啊。

    最後,如果想你家的WiFi傳得更快。一個辦法是把它放在整個房子的物理中心,儘量不要放在角落。如果易拉罐多的話,剪開然後拉平了全部貼在牆上,讓你家的牆變成反射牆效果會更好。

  • 2 # 小米有品有魚蔣永強

    效果肯定有,但並不是隨便套上去就可以,方法不對,反倒會減弱!

    首先,家用無線路由器常用的這些鞭狀天線,形狀類似圖一的樣子

    其天線的輻射方向圖都是同圖二類似。對於不是無線電專業的人也很容易理解,圖的基本含義就是,天線豎直放置,圍繞天線的水平面方向訊號最強,天線頭所指方向訊號最弱。

    典型的鞭狀天線中,水平方向同垂直方向的訊號強度差都在20dB以上(強100倍以上),所以這種鞭狀天線通常情形正確的實用方法應該是直立,讓附近各個方向都能接收到較強的訊號。

    其次,在天線上這樣簡單罩著一個易拉罐,實際上 等於罩了一個未接地的法拉第籠子,對電磁波有強烈的衰減作用

    那麼如何才是正確使用易拉罐來增強天線的訊號強度呢?應該把易拉罐剪開套在天線上做成這樣一個近似拋物面反射天線,這個天線會有比較好的方向性,理論上可以在最大輻射方向提供多10~12dB的增益。當然,沒有天上掉下來的能量,這種設計意味著反射面背面的訊號會非常弱,也就是路由器放置時候需要把拋物面反射面對準想要覆蓋的區域。由於家裡一般路由器都是靠牆或者角落放置,靠牆那一面並不需要訊號,把那些訊號透過反射面集中到房間裡實際上是有好處的。如圖三

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