實(shí)測(cè)揭秘天線朝向的奧秘

2017-07-01 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

信號(hào)!信號(hào)!信號(hào)!重要的事情要說三遍!在幾乎每個(gè)家庭都擁有了無線路由器的現(xiàn)在,無線信號(hào)的好壞甚至能影響人們的心情好壞,甚至間接影響家庭和睦。加裝易拉罐,將路由器放在高處,購買帶“穿墻王”宣傳的無線路由器……種種方法表明,大家都在飽受家中無線信號(hào)不佳的困擾。許多朋友都想過要從自家無線路由器的天線身上做文章,天線與無線信號(hào)的好壞究竟有著怎樣的關(guān)系呢?

實(shí)測(cè)揭秘天線朝向的奧秘HFSS培訓(xùn)的效果圖片1

究竟是什么影響著無線路由器的信號(hào)

在現(xiàn)實(shí)中家庭內(nèi)部多是磚墻和水泥墻體,對(duì)無線信號(hào)的衰減作用較大,常常出現(xiàn)信號(hào)不好的問題,令人非常頭疼。于是,有些消費(fèi)者就選購了看起來高大上的外國品牌無線路由器,但是發(fā)現(xiàn)無線信號(hào)并沒有改善,甚至變?nèi)趿恕?strong>這是因?yàn)閲鴥?nèi)和國外的使用環(huán)境不同,國外的房屋結(jié)構(gòu)大多為木質(zhì)結(jié)構(gòu),對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的衰減程度沒有這么高,所以一些外國品牌的無線路由器反而在國內(nèi)的表現(xiàn)并沒有那么好。

實(shí)測(cè)揭秘天線朝向的奧秘HFSS培訓(xùn)的效果圖片2

天線多的無線路由器受歡迎

于是,消費(fèi)者們轉(zhuǎn)而向一些天線數(shù)量很多無線路由器發(fā)起“攻勢(shì)”。想象著抱著這些“八爪魚”一樣的無線路由器,回家一通電就會(huì)讓信號(hào)覆蓋房間的每一個(gè)角落。但是,顯示是殘酷的無線信號(hào)的強(qiáng)度并非由天線數(shù)量決定。因?yàn)闊o線路由器發(fā)射的無線信號(hào)屬于射頻信號(hào),國家對(duì)于無線路由器的發(fā)射功率有著嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。國家規(guī)定無線路由器的發(fā)射功率不得超過100mW,也就是20dBm(2.4GHz頻段),在發(fā)射功率固定的情況下,就考驗(yàn)到信號(hào)發(fā)射的算法,這才是廠商實(shí)力的體現(xiàn)。

實(shí)測(cè)揭秘天線朝向的奧秘HFSS培訓(xùn)的效果圖片3

波束成形技術(shù)

另外,現(xiàn)在在高端的無線路由器上我們經(jīng)?？梢钥吹健癇eamforming”波束成形技術(shù),“波束成形”是一種讓無線路由器發(fā)射端根據(jù)接收端位置進(jìn)行定向發(fā)射的技術(shù),如果要采用波束成形技術(shù)路由器必須擁有多天線。這一技術(shù)通過多條路徑傳輸,在接收端采用一定的算法對(duì)多個(gè)天線收到的信號(hào)進(jìn)行處理,明顯改善了接收端的信噪比,使得即使在接收端距離發(fā)射端較遠(yuǎn)的情況下,也能獲得不錯(cuò)的信號(hào)強(qiáng)度。

實(shí)測(cè)揭秘天線朝向的奧秘HFSS培訓(xùn)的效果圖片4

這些設(shè)備都會(huì)造成同頻干擾問題

最后,就是同頻干擾的問題。相信不少朋友家中都在使用無線鼠標(biāo)、無線耳機(jī)、無線手柄和無線鍵盤,其實(shí)這些無線設(shè)備都工作在2.4GHz頻段,和我們的無線路由器發(fā)射的信號(hào)會(huì)產(chǎn)生同頻干擾的問題。還有廚房中的微波爐,在工作時(shí)更是會(huì)對(duì)2.4GHz頻段產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾。要想規(guī)避這種干擾,我們應(yīng)該盡量選擇5Ghz頻段的網(wǎng)絡(luò),現(xiàn)在基本主流的設(shè)備都已經(jīng)支持5GHz頻段,不過穿墻是5GHz頻段的弱點(diǎn)。

那么,要改善無線路由器的信號(hào),我們可以采用什么樣的方法呢?

調(diào)整無線天線方向真的會(huì)改善信號(hào)?

提起無線路由器上的天線,我們還有從無線天線的原理說起。我經(jīng)常在無線路由器的參數(shù)宣傳中看到“3dBi”、“5dBi”這樣的詞語,代表著天線的增益數(shù)值。天線增益對(duì)于無線路由器發(fā)射的無線信號(hào)起著放大的作用,并且與無線信號(hào)的發(fā)射方向有著密切的聯(lián)系。甚至在理論上可以說,無線天線的增益越高,無線信號(hào)的覆蓋范圍就越遠(yuǎn)。

實(shí)測(cè)揭秘天線朝向的奧秘ansys hfss圖片5

無線天線增益示意圖

在日常生活中,我們常見的無線路由器天線增益一般為3dBi和5dBi,一些主打穿墻能力突出的產(chǎn)品則采用了7dBi增益的無線天線。簡(jiǎn)單來說,在發(fā)射功率相同的情況下,3dBi增益天線發(fā)送的無線信號(hào)形狀類似“()”,非常像一個(gè)半圓形。而5dBi的天線,發(fā)射信號(hào)類似“<>”,更像一個(gè)拍扁后的橢圓形。從圖中我們看出增益越高,垂直角度就越小,可以清晰的看到覆蓋面積和遮蔽角的關(guān)系。所以,如果在一定范圍內(nèi)使用,3-5dBi的增益是有利于信號(hào)接收的,一昧地去增大天線認(rèn)為會(huì)帶來更好的效果,是錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)。

實(shí)測(cè)揭秘天線朝向的奧秘ansys hfss圖片6

天線橫著放?

現(xiàn)在網(wǎng)上有一種提高無線信號(hào)的小技巧,用戶把無線路由器的一根天線橫向擺放,一根豎直擺放,可以提高無線信號(hào)的強(qiáng)度。乍一聽非常有理,而且還讓人想到了定向天線。定向天線擁有在某個(gè)方向上發(fā)射和接收無線信號(hào)非常強(qiáng)的能力,在其它方向上的接收和發(fā)射能力基本為零。一般這種天線長得非常像小雷達(dá)或者“柵欄”,最高可以擁有在幾十公里接收信號(hào)的能力。

實(shí)測(cè)揭秘天線朝向的奧秘ansys hfss圖片7

還是各個(gè)方向都有?

而我們家中的無線路由器,一般采用的是全向天線,可以向360°均勻的發(fā)射無線信號(hào),沒有方向的指向性。根據(jù)無線天線的原理,一根橫著的天線,一根豎直的天線,形成了一個(gè)立體的信號(hào)覆蓋網(wǎng),提升無線信號(hào)的強(qiáng)度。下面,我們就在zol的辦公區(qū)對(duì)這個(gè)小技巧進(jìn)行實(shí)際的測(cè)試,看看將無線天線橫著擺放是否真的有效。

無線天線一橫一豎擺放發(fā)揮最大威力

我們將在辦公區(qū)進(jìn)行兩組對(duì)比測(cè)試,一組是在天線豎直的狀態(tài)下,進(jìn)行無線信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)試;另外一組是將一根天線豎直擺放,一根天線橫向沖著移動(dòng)設(shè)備的方向擺放,進(jìn)行無線信號(hào)強(qiáng)度測(cè)試。測(cè)試結(jié)束后,對(duì)這兩組無線信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比,來看一看哪組的無線信號(hào)更為強(qiáng)力。(注:測(cè)試結(jié)果僅供參考)

測(cè)試環(huán)境:

B點(diǎn)是無線路由器的放置點(diǎn);A點(diǎn)為無線信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)試點(diǎn),距離A點(diǎn)30m左右,與A點(diǎn)間無阻隔。

天線豎直狀態(tài)下無線信號(hào)強(qiáng)度:

實(shí)測(cè)揭秘天線朝向的奧秘ansys hfss圖片8

天線豎直擺放

實(shí)測(cè)揭秘天線朝向的奧秘HFSS培訓(xùn)課程圖片9

無線信號(hào)強(qiáng)度為85%

一橫一豎狀態(tài)下無線信號(hào)強(qiáng)度:

實(shí)測(cè)揭秘天線朝向的奧秘HFSS培訓(xùn)課程圖片10

天線橫豎分開擺放

實(shí)測(cè)揭秘天線朝向的奧秘HFSS培訓(xùn)課程圖片11

無線信號(hào)強(qiáng)度為89%

經(jīng)過在同一個(gè)測(cè)試點(diǎn)的對(duì)比測(cè)試我們可以看到,天線全部豎直擺放的無線信號(hào)強(qiáng)度為85%;天線一橫一豎擺放的無線信號(hào)強(qiáng)度為89%。專業(yè)的無線信號(hào)測(cè)試軟件證明了天線一橫一豎的擺放方式,在A點(diǎn)有著更強(qiáng)的無線信號(hào)強(qiáng)度。我們?cè)诩彝耆梢詫o線路由器的天線調(diào)整至一橫一豎的狀態(tài),豎直的天線負(fù)責(zé)提供全向的無線信號(hào),豎直的天線負(fù)責(zé)指向移動(dòng)設(shè)備多的區(qū)域,為它們?cè)鰪?qiáng)無線信號(hào)。(來源:中關(guān)村在線)

開放分享：優(yōu)質(zhì)有限元技術(shù)文章,助你自學(xué)成才