WiFi天線dbi發(fā)射功率和無線信號(hào)的關(guān)系

2023年12月6日發(fā)(作者：福清紫菜餅)

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WiFi穿墻手冊：解讀天線、dbi、發(fā)射功率和無 線信號(hào)的關(guān)系

一直想跟大家探討無線路由穿墻這個(gè)話題。 怎么選購一個(gè)適合自身空間環(huán)境的路由器， 確保

各角落都能用得到 WiFi確實(shí)是大家常常遇到的問題。不時(shí)都看到帖子：

我想買一個(gè)路由器，穿墻能力好的 ”；

換router，800尺，要穿3幅墻，廁所都要上得到 WiFi”；

求推薦穿墻能力好的 AP無線分享器，透天歷 3層”；

小U同學(xué)爭取在馬年春節(jié)的空檔時(shí)間寫此

難題。

WiFi穿墻手冊，希望［馬］上幫你解決 WiFi穿墻的

功率和天線，到底誰重要?

用白熾燈燈泡和射燈來描繪比喻功率和天線的關(guān)系最容易理解不過了。 路由器的發(fā)射功率好

比燈泡的瓦數(shù)，60W的燈泡比20W的要亮，大功率的無線路由器自然信號(hào)源強(qiáng)度會(huì)大些。但 20W的射燈可以比60W的燈泡更亮，因?yàn)樯錈魺粽职压舛技性谝稽c(diǎn)，而燈泡往四面八方平 均發(fā)射光。路由器的天線就好比射燈的燈罩，把

釋了天線dbi的作用：

WiFi信號(hào)集中方向發(fā)射。下面的這幅圖解

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可以看出：高dbi的天線不是把 WiFi信號(hào)增強(qiáng)了，而是把它定向集中發(fā)射/接收，如果你站 在發(fā)射方向上，自然感覺信號(hào)強(qiáng)了。這就是 Effective Isotropic Radiated Power (EIRP) 的意思。Techbang的這篇換天線測試文章證明了用高 dbi的指向天線確實(shí)能聚焦 WiFi信號(hào) 增強(qiáng)在聚焦區(qū)域的 WiFi接收強(qiáng)度。透天歷的朋友注意了，如果你買高 dbi的天線，可能穿

透上下樓層的信號(hào)會(huì)很弱，除非你把天線平放，但平放天線自身樓層的平面信號(hào)又會(huì)弱。

這么兇悍的n 12hp都只是9dbi而已，平時(shí)我們用的短天線就

天線數(shù)目和穿墻的關(guān)系

我們直覺會(huì)覺得3天線的產(chǎn)品比單天線的穿墻要強(qiáng)，

3-5個(gè)dbi

事實(shí)上確實(shí)如此。因?yàn)?天線的產(chǎn)品的

功率通常比單天線的高。 MIMO（多天線多點(diǎn)收發(fā)技術(shù)）能增加速度和覆蓋范圍。但注意，接 收端也要匹配同樣數(shù)目的天線，例如說我們的手機(jī)都是單天線的。

超高功率+ 指向天線，你吃得消嗎? 把信號(hào)電波輻射都集中起來，對人體有多大危害？

一直都有討論說到底 WiFi電波輻射對人體有多大危害，我覺得這個(gè)問題就和手機(jī)輻射當(dāng)年

的情況一樣，一開始大家都沒意識(shí)到有問題，

WiFi很多時(shí)候一用就是幾個(gè)小時(shí)，

墻王”吧？！

美國的FCC就有規(guī)定電磁波的發(fā)射功率限度， 規(guī)定路由器的輸出功率最大值是 1個(gè)瓦特（等

手機(jī)廠家更加粉飾太平， 后來慢慢接受輻射有

害，但是也避無可避。WiFi和手機(jī)不同，手機(jī)最多通話10幾分鐘（這個(gè)時(shí)段的輻射量最大）， 而WiFi晚上不關(guān)的話可以說 24小時(shí)都沉浸在 WiFi信號(hào)

高功率穿 中。危害到底有多少不好說，但是還是能避免就避免，總沒有人在枕頭低下放個(gè)

效30dBm）,而加上天線的 聚焦”作用后，等效強(qiáng)度不能超過 36dBm下圖是BUFFALQWZR-300HP

在OpenWrt的功率調(diào)節(jié)圖，最高是 20dBm如果用16dBi的天線 聚焦”剛好能達(dá)到36dBm 的輻射限度。

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一般設(shè)置到10dBm就夠用了

在這篇FCC輻射限度值的PDF里，列出了發(fā)射功率和天線增益的最大搭配值。

（全指向天線=低dbi）的路由，再自己換上一格高

建議凡事不要

去到極端，但如果你一定要信號(hào)好， 你命子夠硬，那么突破輻射值的方法是買一個(gè)高功率配 全向天線dbi的定向天線，讓輻射飛吧。

天綠增益dBi

18

14 K

6

5 IS 5.5 Km

2.5 Kni

1 KE

0.S Km

0.8 Km

4 Km

Z5 Km

! Km

0^ Km

046 Km

L5 Km

L .5 Km

[Km

0上Km

0h6 Kni

1 Km

O X Km

O.S Km

0.S Km

0.6 Km

0.6 Km

0.6 Kan

0.6 Km

0.6 Km

0 5 Km

J4

8

6

5

U :準(zhǔn)喪抹叫IEEE SOMlb產(chǎn)品測試*且傑*速率舟11 Mbps

繞射還是反射？ WiFi穿墻的基本原理

為什么WiFi信號(hào)能穿墻？ WiFi信號(hào)也是一種電波，電波的波粒二象性由愛恩斯坦提出，后 被多位物理學(xué)家證明：

低頻率的光波顯示出強(qiáng)的波動(dòng)性， 可以像水波一樣繞開障礙物； 而高頻率的光波顯示出強(qiáng)的

粒子性，像子彈、皮球一樣，高頻激光、珈瑪射線就是這類型的光波。

先說說我們的手機(jī)信號(hào)， 我們在大樓里面都能收到信號(hào)， 是因?yàn)槭謾C(jī)信號(hào)的載波頻率比 WiFi 的低，波長長，繞墻性強(qiáng)。波長公式：入=v/t ,這里的入就是波長，速度v是光速約3X10A8m/s , 而t則是周期5 X10A6HZ,由此可有以下計(jì)算：

WCDMA聯(lián)通3G制式)使用的是 2100MHz的載頻， 十3&0人8/2100 X10

A6=140(mm)，得出

WCDM波 長是 140mm

GSM( 2G)使用的是900/1800MHZ的載頻，同理，得出波長是 333/160mm；

手機(jī)微波的波長有 140~330毫米，WiFi在2.4G頻段波長約120毫米，5G頻段下只有60毫

米。所以 WiFi 信號(hào)多數(shù)是靠重復(fù)反射來

穿墻”這也是為什么關(guān)上房門后房間里面的

wifi

信號(hào)會(huì)銳減的原因：關(guān)門把主要的 WiFi信道擋住了。

如果要估計(jì)你家的 WiFi穿墻難度，可以平面圖簡單畫出來，把每堵墻當(dāng)成鏡子，看看要反 射多少次，WiFi信號(hào)走多遠(yuǎn)才能射到接受端。

這個(gè)思路也是如何選擇路由器擺放位置的依據(jù)：未必是放得越近越好，最主要的要有好的 WiFi通道。

WiFi電波高頻，表現(xiàn)更像粒子

Shout Back Theory :網(wǎng)卡的性能你有留意嗎？ —|

即使有一個(gè)穿墻能力很好的路由器，如果房間的 WiFi信號(hào)還是不好，有可能是接收端網(wǎng)卡

的性能跟不上。SmallNetBuider 有一篇文章闡述了 Shout Back Theory （回喊理論），因?yàn)?WiFi每個(gè)信號(hào)包（package）的傳輸都是一問一答的：路由器發(fā)出一個(gè)信號(hào)包，接收網(wǎng)卡收 到后發(fā)回一個(gè)確認(rèn)，路由器才會(huì)發(fā)出下個(gè)信號(hào)包，不然就會(huì)重復(fù)再發(fā)一次上一個(gè)數(shù)據(jù)包。

以，無論路由器喊得多么大聲，如果他聽不到接收網(wǎng)卡的回應(yīng)，傳輸速度都會(huì)慢。

這篇技術(shù)文檔更加闡述了接收端的天線 dbi對傳輸距離的影響：當(dāng)發(fā)射和接收端的天線 dbi

所

都是14dbi的時(shí)候，傳輸距離是 2.5km，而接收端網(wǎng)卡的天線減弱至U 5dbi的時(shí)候，傳輸距

離只剩下0.6km。結(jié)論是不要一味專注于路由器的性能，接收端的性能也很重要。

軟穿墻？

極路由的控制界面有個(gè)穿墻模式， 實(shí)現(xiàn)的是軟穿墻，靠的是調(diào)低數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜蒎e(cuò)率 （詳細(xì)原

理可參考此文）。這是一種另類的穿墻思路， 這類的作法屬于只看信號(hào)不看品質(zhì)的作法，達(dá)

到的效果是確實(shí)可以傳輸?shù)倪h(yuǎn)，但有丟包，延遲比較大。 穿不了墻怎么辦?

1電力貓

電力貓是Upsangel很喜歡的產(chǎn)品，優(yōu)點(diǎn)是沒有輻射，價(jià)錢不斷走低，弱點(diǎn)是傳輸速度不會(huì) 太快，200M產(chǎn)品的實(shí)際速率在 40-50M左右，500M的產(chǎn)品實(shí)際速率在 70-80M左右。感興趣 的朋友可以翻閱之前的一篇電力貓?jiān)u測：《取代 WiFi避免輻射平價(jià)電力貓實(shí)測》。

2、WiFi Repeater、Extender

在家里的轉(zhuǎn)角加上中繼器來轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)可以避免在主路由附近的輻射太強(qiáng)，讓信號(hào)平均散播。

總結(jié)

每個(gè)家庭的結(jié)構(gòu)布置都不同， 很難以偏概全的說多少堵墻、

時(shí)候都要try and error ，希望這篇文章能讓大家往正確的方向

題有更深入的了解。—

多大的房間用什么路由器， 很多

try，對 WiFi穿墻"這個(gè)問

以上內(nèi)容轉(zhuǎn)自網(wǎng)絡(luò)。

單純的課本內(nèi)容，并不能滿足學(xué)生的需要，通過補(bǔ)充，達(dá)到內(nèi)容的完善

教育之通病是教用腦的人不用手，不教用手的人用腦，所以一無所能。教育革命的對策是手腦聯(lián)盟，結(jié)果是手與腦的力量都可以大到不可思議。

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