无线专栏:全向天线好还是定向天线好

 

文/白浪

为什么网络信号弱、速率低、时断时续?

为什么购买了大量的AP,但是还有地方信号不好,而有的地方信号多到互相干扰?

为什么布置了大增益的天线,结果还未能得偿所愿?

无线不同于有线,若想建设一张高品质的Wi-Fi网络,我们需要对天线的“习性”加以了解。

天线如何获得增益?

首先,天线是“无源器件”,所以天线本身并不能给AP的信号增加能量。然而我们一提到天线,最重要的指标就是说天线的“增益”,那么天线是如何获得信号强度的“增益”呢?答案就是,靠控制信号发射的角度。这个原理有些类似于手电筒,手电筒靠一面凹镜,让光线都集中在某一角度,来让光线照到更远的地方。手电筒及电池相当于AP设备本身,而手电筒的灯泡和凹镜就相当于我们的天线。如果摘掉手电筒的凹镜,那么就相当于使用一个增益很小的全向天线,光线照射很分散,覆盖距离很近;有了凹镜,则相当于使用了一个高增益的定向天线,光线集中,覆盖距离很远。

信号总的能量是由AP决定的,天线则决定让这些能量集中在某个角度内,这个角度越小,能量聚集度越高,获得的信号“增益”也就越大,信号覆盖的距离越远;反之,如果覆盖角度越大,能量聚集度越低,信号覆盖的距离越近。这就是天线获得增益的基本原理。

全向天线

全向天线,一般指的是水平各个方位增益相同的天线,即水平方向360度覆盖。水平方向增益的增加,是依靠垂直方向增益的减少来实现的。可以认为,全向天线增益越大,水平方向上覆盖的范围也就越大,垂直方向上覆盖的范围越小。

全向天线一般应用于室内环境,绝大多数室内型AP自带的天线也都是全向天线,这些天线可以和AP一同放置在桌面上,墙壁上(如图1所示),也可以单独的采用吸顶方式安装在天花板上(如图2所示)。

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图1:壁挂方式安装

图2:吸顶方式安装

定向天线

定向天线,在垂直方向和水平方向都不是360度覆盖,一般来说覆盖角度小,覆盖的范围也就越远,如同我们前面谈到的手电筒。实际场景中,通常室外会采用定向天线。

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图3:室外采用的定向天线

读者可能会问,为什么室外不能用全向天线呢?其实也不尽然,只是一般而言,室外部署全向天线不那么容易。设想一下,室外一般要求覆盖距离较远,如果使用全向天线,那么在增益较大的情况下,全向天线垂直方向上信号较弱,如果AP放置位置较高(比如楼顶),则会出现“灯下黑”现象。那么如果放置在地面附近呢?地面附近的问题就是树木等遮挡物过多,可能无法实现对热点位置的有效覆盖。所以大多数情况下,还是使用定向天线在高处向室外热点区域覆盖,以保证可靠的信号质量。

那么在室内是不是就用AP自带天线就可以了呢?哪些场景下需要对天线进行精挑细选呢?我们在下期讲解。

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