A6853cb8e4df29e29c9457e6873de598 筆者在之前已經研究過天線dBi值對於訊號強弱的影響,證實換裝高增益值的天線,的確有加強訊號的效果。但某一天又突然發現,怎麼換了高增益天線訊號反而變差,明明剛換時都正常。跑去看一下無線基地台,原來是天線被我撞歪,扶正之後訊號又回來了,難道說天線角度會影響訊號強度這麼多嗎?

90、45、0度訊號大不同

由於此次撞歪天線事件引起了筆者的好奇心,於是開始著手進行測試。一般無線網路天線在接頭部分,都有設計可以直接彎折的機構,同時在彎折角度90°、45°、0°的部分有卡榫固定,此次便直接採用這三種角度測試。受測的無線基地台一樣是D-Link DIR-600,天線則是5dBi,使用Motorola Defy手機裝上「Wifi分析儀」測試訊號強度。因為場地受限的關係,將無線基地台的無線訊號功率輸出調至最小,手機上則是自動。兩個裝置相距約5公尺,中間有一道10公分左右水泥磚牆。

附圖為天線調整成0°、45°、90°時,在手機上所測到的訊號強度,可以看到在90°的時候訊號最強,有-64dBm;45°和0°分別為-78dBm和-72dBm。這訊號有大有小,強度呈現非線性遞減的狀況也令筆者費解。

▲在手機上安裝「Wifi分析儀」所測到的訊號強度。

訊號分布有分別

後來查了一下資料,這種情況在增益值越大的天線上,會有較明顯的差別。讀者是否有想過,增益值越高的天線,訊號能夠傳更遠,但小時候我們都有學過能量守恆,在沒有加大無線基地台輸出的時候,這些傳更遠的訊號哪裡來?

這些多出來的訊號,其實是拿原本要發射到其他方向的訊號來補,標示較完整的廠商,在天線產品外頭除了增益值的標示外,還會印上兩張很像雷達螢幕的圖,這兩張圖便是這支天線的極化圖,有兩張的原因是電場和磁場呈現90°相交的自然定律,由這兩張圖便可看出天線訊號的分布狀況。

訊號像甜甜圈堆疊

從附圖中可以看到,將兩張極化圖垂直重疊在一起,就可看出天線的訊號分布,以無線基地台附的天線來看,訊號區就像是一個個甜甜圈堆疊起來,中間的甜甜圈最大,然後往上往下遞減。上段提過天線會把其他空間的訊號拿來補橫向距離,我們可以理解成把甜甜圈打扁的感覺,比較扁的甜甜圈直徑較大(訊號傳得較遠),可是高度比較矮(有訊號的空間較少),越高增益值的天線就是把甜甜圈打得越扁。

▲將兩張圖片合併便可看出訊號範圍,綠色圖案表示天線。

了解了天線此種特性,我們便可調整天線角度,讓訊號區覆蓋到行動裝置使用的範圍。一般單樓層的家庭就把天線垂直於地平面,住在透天厝就可以把天線平行於地平面放置,以便將無線訊號涵蓋到其他樓層。

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路過
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3.  路過 (發表於 2012年6月26日 02:51)
天線的電波遇到了金屬(板)會產生很大的衰減
特別是指樓板的阻礙比牆板來得大
有些新的大樓樓板都是鋪上鐵板再灌水泥在表面的,那種衰減最大
就以我家為例
1到3樓,我AP放在整個屋子最中心位置,樓板為格子狀鋼筋灌水泥
其中1樓最前與最後面就收不到
3樓信號強度為中等,前後面也都無法連線
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6.  tsaisoc (發表於 2012年8月22日 01:59)
will this work for digital TV antenna? If not, any suggestion?
R.F.
7.  R.F. (發表於 2012年8月22日 09:36)
※ 引述《tsaisoc》的留言:
> will this work for digital TV antenna? If not, any suggestion?

normally, the outside door antenna is directional, so this article maybe not suitable for this kind of antenna.

you must move the angle of antenna directly to the transmitting station, if it doesn't work, considering the RF Booster with power input.
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8.  路人 (發表於 2012年11月29日 19:37)
想問說如果我把三根天線用轉接頭變成六根天線(原廠+另外買天線)這樣有增強的效用嗎?
TU
9.  TU (發表於 2013年3月31日 13:59)
※ 引述《路人》的留言:
> 想問說如果我把三根天線用轉接頭變成六根天線(原廠+另外買天線)這樣有增強的效用嗎?

要看你天線的增益值還有擺放角度
不同天線之間也會再交互影響造成更大的訊號增益形狀
(簡單來說就是會改變上面 V-plane 圖的形狀)
如果多支天線但角度沒僑好反而可能會讓範圍變小而不會變大

還記得高中物理的話,這其實就是多同相波源的干涉

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