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。
沒有留言:
張貼留言