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实测无线路由器换装高增益天线能增强无线信号强度提高网速吗?

时间:2014-09-18 09:50来源:未知 作者:admin 点击:

无线路由器信号的强弱主要由发射功率和天线功率两个因素决定,而在发射功率受到严格限制的情况下,用高增益天线就成为不少人眼中增强信号覆盖的良药,天线增益越大越好。那么换一根增益更高的天线,对信号强度究竟有何影响?本期应用测试,我们就来仔细研究。

测试方法

       用于测试的无线路由器是TP-link WR740N,由于其采用的是不可拆卸的天线,我们只能用锡焊将原天线拆下,再将天线焊上。

在测试中,除了原装的5dbi天线之外,我们还换上了三款天线,一款是标称增益为6dbi的常规天线,其长度,与原装天线基本一致,这是不少DIY爱好者更换天线时,最经常使用的类型。而长达40cm,标称增益为10dbi的高增益天线,被发烧友们所青睐,认为能极大的提升信号,但这样的庞然大物,装在路由上,让路由有头重脚轻的感觉。至于标称增益为17dbi天线,外形更粗壮,价格也高不少,它的加入,只为验证对无线路由器来说天线增益是否越高越好。

       在测试中,我们将无线路由器放置在固定的位置,然后用安装了Wirelessmon软件的笔记本在不同的位置测试天线的信号强度,来考察不同天线对信号的增强作用。再用金山卫士测速软件,测试实际网速(电信10Mbps宽带)。


测试场景示意图


参与测试的不同增益值的天线

 

延伸阅读:天线为什么有增益?

   通俗的说,增益表示天线可以把信号放大多少倍。无线路由器上的棒状天线学名叫做

螺旋倒相天线,就是直线振子和螺旋状倒相器的混合结构。其中,直线振子部分负责发射信号,而螺旋倒相器负责改变信号的相位,这样不同振子发射的是相位不同的信号,这一信号在经过复合后,就形成幅度更大的信号,从而使信号获得增强。不过信号在复合后,波束的辐射角度会变小,作为棒状天线而言,虽然径向信号依旧是360度覆盖,但在轴向覆盖角度上,却大大降低。也就是说,信号覆盖范围增大,但覆盖高度,却降低了。


天线增益原理示意图

 

信号实测

A点:网速可达满速,17dbi天线信号强度居然不如5dbi天线

A点信号强度测试

 

5dbi天线(原装)

6dbi天线

10dbi天线

17dbi天线

信号强度

-43dbm

-42dbm

-39dbm

-44dbm

实测网速

1212KB/s

1237KB/s

1216KB/s

1221KB/s

A点距离无线路由器仅1米,无任何障碍,算得上是一个比较理想的使用位置,无论是用哪种天线,笔记本都能达到满速。从结果上看,尽管采用了换装了增益更大的天线,但是通过Wirelessmon软件测试出来的成绩来看,信号的提升幅度并不大。就连表现最好的10dbi天线,也才比原装5dbi天线提升4dbm的信号强度。

值得注意的是,使用17dbi天线测试时,不仅没有令信号增强,测出的信号强度居然反而比原状天线更低。之所以出现这种情况,我们认为很可能是天线中螺旋倒相器和发射振子数量太多,反而使信号出现了衰减,所以信号强度不涨反跌。

 

B点:10dbi、17dbi天线的实测网速落后于5dbi、6dbi天线

B点信号强度测试

 

5dbi天线(原装)

6dbi天线

10dbi天线

17dbi天线

信号强度

-68dbm

-67dbm

-62dbm

-71dbm

实测网速

377KB/s

346KB/s

295KB/s

177KB/s

 

     离无线路由器4.5米,且隔着一堵墙,这是我们最常遇到的使用环境。从结果来看,17dbi天线再次遭遇了滑铁卢,依然排名垫底。而6dbi天线和10dbi天线的表现基本正常,对于原装天线,保持了一定的优势。同时我们发现这时10dbi天线的信号曲线明显波动更大,而5dbi和6dbi天线的信号曲线则较为稳定。这表明在长距离传输时,10dbi天线的信号虽然更强,但是带来的负面影响是信号稳定性略有下降,强度波动变大。

    在实际的网速上,10dbi、17dbi天线反而出现了较大幅度的下降,居然还比不上原装5dbi天线和6dbi天线。

C点:尽管信号强度差别不大,但5dbi、6dbi天线的实测网速更高

B点信号强度测试

 

5dbi天线(原装)

6dbi天线

10dbi天线

17dbi天线

信号强度

-72dbm

-71dbm

-71dbm

-73dbm

实测网速

128KB/s

144KB/s

89KB/s

18KB/s

   在距离无线路由器最远的测试点C点,由于有了两堵墙壁的阻挡,此时天线增益对信号强度的影响已经变得非常的微弱。从测试成绩上来看,4款天线之间的信号强度差别非常的小,6dbi天线和10dbi天线的成绩基本一致。之所以出现这种原因,笔者分析应该是高增益天线是依靠缩小辐射角获得更强的信号,信号经过反射、折射后,信号强度也随之降低。因此在C点上,高增益天线的优势并不明显。

在C点的实际网速上,10dbi天线和17dbi天线的表现依然不佳,特别是使用17dbi天线时,18KB/s的网速连打开网页都困难。由此可见,如果在较小的范围内使用,高增益天线对于增强信号有一定好处。如果无线信号需要覆盖的范围较大的话,使用高增益天线,反而会影响实际的使用体验。

 

总结:高增益天线的作用比想像中低

正如前面提到的,不少人把又粗又长的高增益天线当做增加无线网络覆盖的最佳解决方案,但从我们测试的结果可能会让这些人失望了。抛开17dbi超高增益天线糟糕的表现不说,10dbi的高增益天线虽然在某些点的信号强度上表现出一定的优势,但优势并不大。同时还出现覆盖较差,易出现盲点的问题。

出现这种情况,与高增益天线的工作原理息息相关。打个比方,无线信号就像是水龙头,而高增益天线,就像是洗车用的高压喷头,它并不是靠增加水量来提升水的压力,而是让水流动更细,以更高的速度流动,获得更大的压力,这要在空旷地方,自然可以让水流射的更远。不过在室内环境下,当无线信号的传播更多依靠反射,折射来实现时,这股集中的水流就会四散分开,在这种情况下,洗车高压龙头的效率优势,就会大打折扣,比普通龙头也高不了多少。

因此超高增益的天线,在家庭路由器上,是不适用的,加装高增益天线,对家庭无线信号的覆盖帮助不大,无线路由器原装的天线基本就够用了。如果真的要对大范围进行信号覆盖,还是建议大家用无线路由器中继或者是电力猫为好。

本文出自2014-09-15出版的《电脑报》2014年第36期 E.硬件DIY
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