2012年7月28日 星期六

無線分享器解惑:天線角度怎麼擺最好?實測給你看

source: T客邦  R.F. 發表於 2012年6月25日 16:02 http://www.techbang.com/posts/9701-how-angle-of-the-antenna-set



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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