動圖：有彈性的熔巖

高增益天線可以解決wifi信號不好嗎？

 在不少人看來，高增益天線是解決路由覆蓋的王道，只要換一根天線，就可以讓無線信號有效增強，事半功倍。那么，無線路由要怎么自行更換高增益天線呢？而高增益天線，對于信號有多大幫助呢？

天線為什么有增益？

 什么是天線增益呢？也就是說，在輸入功率相等的條件下，實際天線與理想的輻射單元在空間同一點處所產(chǎn)生的信號的功率密度之比。當然，這個解釋有點拗口了，通俗的說，增益表明的就是天線可以把信號放大多少倍。這下問題又來了，天線是無源器件，不需要電源的啊，那它怎么能放大，這不是違反最基本的能量守恒原理嗎？

當然，天線實現(xiàn)高增益的方法很多，在這里，我們說說路由常用的棒狀天線的增益原理。這種天線的學(xué)名叫做螺旋倒相天線，從結(jié)構(gòu)上來說，它就是直線振子和螺旋狀倒相器的混合結(jié)構(gòu)。其中，直線的振子部分負責發(fā)射信號，而螺旋倒相器負責改變信號的相位，這樣，兩段振子發(fā)射的是相位不同的信號，這一信號在經(jīng)過復(fù)合后，就形成幅度更大的信號，這樣，信號就獲得了增強。

不過，信號在復(fù)合后，波束的輻射角度會變小，作為棒狀天線而言，雖然徑向信號依舊是360度覆蓋，但在軸向覆蓋角度上，卻大大降低。也就是說，棒狀高增益天線，其覆蓋范圍其實沒有變化，（其實，在多次倒相和衰減后，信號在天線上的衰減，反倒會令其發(fā)射功能有所降低），這是能量守恒原理決定的，但它相當于把整個信號壓薄了，這樣，信號覆蓋范圍增大，但覆蓋高度，卻降低了。

家庭使用，需要多高增益的天線？

當然，困擾大家的是，家庭路由需要高增益天線嗎？高增益天線，真能立竿見影的改善家庭的WIFI信號？在更換了SMA接口的天線之后，天線更換變得簡單，那么，換用不同增益的天線，測試下他們在家中信號的表現(xiàn)。

在測試中，我們選擇了三款天線，一款是標稱增益為6dbi的常規(guī)天線，其長度，與路由原裝天線基本一致，也是不少DIY愛好者更換天線時，最經(jīng)常使用的天線類型。而長達40cm，標稱增益為10dbi的高增益天線，被發(fā)燒友們所青睞，認為能極大的提升信號，但這樣的龐然大物，裝在路由上，讓路由有頭重腳輕的感覺噢。至于非常規(guī)的標稱增益為17dbi天線，外形更加粗壯，當然，價格也高了不少，它的加入，只為驗證家庭路由，天線增益是否越高越好。

A點：在路由正前方的一米左右，無任何障礙，以測試路由的發(fā)射能力，在測試時，信號強度變化還是很大的，尤其是在改變手機和平板的握持角度時，信號往往會有十幾dbw的變化，這主要是因為內(nèi)置天線與無線信號夾角的改變，讓其接受信號強度有極大的變化。這也是我們用兩臺路由，以差值來判別發(fā)生能力的區(qū)別。

從數(shù)據(jù)上可以看出，在使用6dbi和9dbi增益天線時，其信號強度較之原裝天線增強了1DB和5DB，這基本上就是天線增益的理論差。但在測試17dbi增益的天線時，事情卻出現(xiàn)了出人意外的反轉(zhuǎn)，17dbi的天線，不僅沒有令信號增強，反而出現(xiàn)了4db和2db的衰減。為什么會這樣呢？我們認為，最大的可能就是因為天線中的多個螺旋倒相器和較多的發(fā)射振子造出了信號的極大衰減。

在這種情況下，信號強度不漲反跌，也許，在大功率路由中，這一情況會有改善，甚至情況反轉(zhuǎn)，但至少，在國家規(guī)定，家用路由器的發(fā)射功率只有100mW的情況下，家庭使用超高增益的天線，并不能發(fā)揮出作用，反而可能造出問題。

而在測試過程中，我們還發(fā)現(xiàn)，手持設(shè)備的高度，對于信號強度有極大的影響，尤其是設(shè)備與天線的夾角較大，且使用高增益天線時，信號強度會大幅度降低，甚至讓10dbi天線的信號低于原裝天線。這主要是因為天線增益高時，信號發(fā)射角小。

在這種情況下，一旦設(shè)備與天線夾角大，那么設(shè)備接收的將不是直射波，而是墻壁的反射波，信號自然會大幅度衰減，這也告訴我們，如果你的HTPC，網(wǎng)絡(luò)機頂使用WIFI，且擺放距離與路由較近時，要注意其設(shè)備擺放高度，這樣，才能提高信號強度。

B點：離路由4.5米，且隔著一堵承重墻，這也是我們常遇到的使用方案。從結(jié)果來看，17dbi的天線再遇滑鐵盧，這也驗證了我們的想法，即高增益天線的結(jié)構(gòu)，令信號大幅衰減。而6dbi天線和10dbi天線的表現(xiàn)基本正常，對于原裝天線，依舊保持了一定的優(yōu)勢。

在測試過程，也有小發(fā)現(xiàn)，即一旦人站在路由與設(shè)備之間，信號將嚴重衰減，而如果將設(shè)備往門方向移動哪怕只有50cm，信號也會有10db以上的增加。其實，這也說明一個問題，即我們常常會說信號的穿墻能力。

但在很多時候，其實路由信號并非穿墻而過，而更多的采用繞射或反射的方式來進行的，在這種情況下，設(shè)備或路由，直線距離是否有承力墻并不重要，而是盡可能靠近窗戶等開口，易讓信號穿透的地方，這樣，有利于增強wifi信號。

C點：設(shè)置在陽臺上的D電，與路由間隔6米，還隔著兩堵承重墻，原以為信號會迅速衰減，但從總體信號強度來看，下降有限。這應(yīng)該歸功于陽臺的開房設(shè)計和靠近C點的窗戶，有利于信號傳輸。在具體表現(xiàn)上，17dbi天線就不討論了，而10dbi天線雖然仍領(lǐng)先于原裝天線，但領(lǐng)先優(yōu)勢進一步降低，幾乎與6dbi天線一致。

其實，這與反射傳輸息息相關(guān)，畢竟，高增益天線是依靠縮小輻射角獲得更強的信號，但這些信號在經(jīng)過反射，折射后，其輻射角度必然會隨之擴散，這樣，信號強度也隨之降低。因此，在室內(nèi)這種復(fù)雜的多徑傳輸環(huán)境下，以束波，控制電波傳輸方向和角度獲得的高增益，隨著傳輸距離的增加，折射反射成為主要傳輸方式時，高增益的效果，并不明顯。

高增益天線可以解決wifi信號不好嗎？

總結(jié)：無需更換高增益天線

從測試的數(shù)據(jù)來看，17dbi的高增益天線，可以從我們的選購目錄中徹底劃掉，家用路由的低功耗和超高增益天線的高衰減，讓它根本無法發(fā)揮作用。而6dbi的天線，整體信號上有1~2db的提升，似乎又少了點，那么，選購的關(guān)鍵，就在于10dbi左右的高增益天線，是不是值得買。因此，我們手持手機，在家庭各角落移動，并用WIFI分析儀的信號強度圖記錄下不同區(qū)域的信號，總體而言，ssid為jfli的路由在使用10dbi天線時，其整體信號較之ssid為ljf的使用同型號的路由要略強一些，但信號波動也略大一些。