WIFI天线基础知识

2023年12月6日发(作者：竿头日上)

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无线无线路由器单天线、双天线、三天线等多天线对无线信号强度、范围的影响是否有增强

用事实拆穿双天线成倍增益的神话

双天线只能减少覆盖范围内的盲点

先看总结:

性能的区别主要来自芯片而不是品牌

这次参加横评的产品一共14款，但他们的芯片只有4种，而使用相同芯片的产品在性能上的差距根本不大，所以购买前了解产品的芯片组是一个重要环节。当然也不是说要放弃品牌的概念，各个品牌对产品质量的控制还是不一样，这也会让产品造成很大的差异（主要体现在产品质量）.

现阶段802.11N无线路由器已大幅度超越54M

从54M到11N，经历了好几年的时间，不过这次横评我们看到了11N的优势,看到了希望。实际测试表明，11N产品在产品整体性能上高出54M很多，速度、覆盖都有了质的飞跃.

天线根数与速度没关系

虽然这次评测分了两个组，双天线和多天线,但测试结果说明单从速度上来讲,双天线与三天线区别不大。(天线原理介绍过了,和我们的实际情况是一致的。当然是同一类芯片的基础上进行比较，不同种类芯片没有可比性）但是覆盖上确实有区别，所以要购买的用户不用总是迷恋多天线，从自己的实际情况出发，一般环境双天线已经足够了。

新的功能将改善人们使用无线网络的习惯

譬如WPS快速加密这样的新功能，将会改善人们使用无线网络的习惯，按下终端和路由器上的两个键就会自动连接并加密，拒绝输入繁琐的密码,进一步降低了无线网络的门槛，让用户更轻松使用。

802。11N是构建数字家庭的主干

除了改变人们的使用习惯，802.11N的传输速率已经可以完全应付高清影片的流畅传输，而传说中的数字家庭也可以由802.11N网络担当主角,撑起整个平台：无线播放高清媒体文件、无线控制家电产品、各种终端都无线，让你的家远离布线烦恼。

目前产品单调 需要更多个性化产品问世

不过话又说回来，任何东西都是需要发展的，现在11N可以算是刚刚出道,所以还有许多可以改进的地方,譬如这次评测的产品除了提供无线上网之外，附加功能都比较少，让IT产品更个性，这是一个发展方向,让看不到的无线也能多姿多彩。

802。 11N横评第一波结束 更多低价产品会接踵而来

这次评测历时1个月，在测试过程中又出现了多个新品，它们没有赶上这次横评很遗憾，但是我们还有的是机会，因为低价11N时代马上就要来临了，各个品牌都会有更多更优秀的产品放出，请继续关注泡泡网无线频道，更多的精彩会接踵而来。.。。。

资料一:802.11g 802。11n 覆盖范围对比

● 11g的覆盖

相比目前主流的11g，802.11n标准同样宣称在覆盖范围上有了很大的提升。如英特尔称“新的无线技术比现在普遍使用的802.11g网络在接收信号的范围上扩大了两倍"，而多数网络设备大厂在宣传资料中也称“802.11n技术可以将信号覆盖到更远的范围”，实际情况又如何呢?多数的802.11g所宣称的最大传输距离为室内最远100米,室外最远400米（因环境而异)，而少数采用了无线扩展传输技术产品，则号称其802.11g产品无线传输距离是普通11b、11g产品的2～3倍，传输范围扩展到4~9倍，传输距离室内最远可达200米，室外最远可达830米（因环境而异）。 增强型54Mbps无线路由器的覆盖性能也大幅增强

当然，这与无线产品所标称的速度一样，只是最大理论覆盖范围和传输距离，其大多是在比较的理想的环境中测试获得的。无线信号会受到很多因素的干扰，比如各种障碍物，很多物体会部分或完全吸收无线信号,或者反射它们、衍射它们，比如金属和水、人体等等都趋向于吸收和反射无线信号，空气、木头和玻璃虽趋向于让信号通过,但也会弱化它们. 其它WLAN设备、蓝牙、微波设备（如微波炉）、电池电话、2.4GHz无绳电话和复印机等都会影响无线信号的传输，甚至包含天气，晴天和阴天无线信号的最大传输距离差别很大。所以各种实测表明普通802.11g产品的实际传输距离一般为室内最远30米左右,室外最远100米左右（因环境而异）。

● 11n的覆盖

而有趣的是,虽然各大网络厂商都宣称802。11n技术可以将信号覆盖到更远的范围，但限于目前标准的不成熟,都“谨慎”的没有给出802.11n实际覆盖距离.只是笼统的认为“3发3收MIMO架构比常见的2发3收或单发单收架构能提供更好的无线传输性能和稳定性；SST技术的应用可提升中远距离和干扰大的环境下无线传输性能；CCA技术可自动避开频道干扰并充分利用频道捆绑优势”等等。

那802。11n在覆盖范围和传输距离究竟有没有质的提升呢?

目前的评测表明，相比11g产品，802。11n在覆盖范围和传输距离上并没有大提升(至少目前的草案产品是如此）,通过多天线和各种新技术的应用，802。11n更多突破是增加了实际覆盖距离内信号传输的稳定性，减少了产品互联时可能出现的盲点.但11g产品难以穿透的钢筋混凝土墙，对11n产品来说同样是天堑，这是无线信号的特性所决定的，不是产品所能改变的.

资料二：双天线无线路由器、无线AP的天线与信号分析

说到无线产品产品,很多人多关注无线产品的信号，一般的ap在空旷的环境下理论上有100米到300米的笼罩范围，在办公的环境下有35米到100米笼罩范围。

事实上,理论跟现实有点差别，一个ap到底的无线范围不能统一确定，不同的产品有不同的范围大家知道无线ap都带有天线,主要目的是大幅增强信号的增益，增加传输距离，我们时常可以看到很多产品都有一根天线的ap和两根天线的ap,很多人城市疑问,到底一根天线的ap的发射信号范围广还是两根天线的发射信号范围广?两根天线的ap的发射信号范围一定比一根天线的广吗？带着这些疑问，我们对这个方面进行了重点的切磋.

影响信号笼罩范围的因素

一个无线ap的信号笼罩范围与很多因素有关，除了环境因素之外，还有ap本身的参数有关其中,ap的发射功率和天线的发射功率是主导的两个因素,另外跟全般ap对信号的处理编码有关系。

ap的发射功率坦白讲影响到信号笼罩范围,这个也就价格高的ap跟价格低的ap的差别,发射发射功率大的价格也会比较高厂商要改进ap的功效，主要是在ap的发射功率长进行技术的研发我们可以看看底下这条简单的公式:功放输入真个信号水平(db）=设备输出功率（db)-电缆衰减（db)—连接头衰减(1db),从这个公式就可以看出，功放输入真个信号水平跟设备输出功坦白接的关系例如:设备输出是64mw（180dbm）,40米lmr400电缆的衰减是8。8db，功放输入真个信号为：18dbm-8。8db—1db=8。2dbm≈32mw

另一个方面,天线的发射功率也是影响到信号笼罩范围天线的分类的标准很多，大概的可以分为全向天线和定向天线,对于同一个网段来讲，一般是使用定向天线,对于不同网段,就要使用到全向天线一般来讲,目前大部门的ap都采用双天线预设，可以这样说，较新一个的ap都采用双天线预设，以前生产的ap都采用一根天线预设比较合适。

采用两根天线的ap阐发

双天线ap能提高有效笼罩面,专业的access point城市供给两个高频插头,分别接到两支同类型天线,两支天线的安装位置距离并不严格，大约一米多便可当发射讯号时，无线组件只会通过其中一个插头 (主插头）,但当接收讯号时，无线组件会在两支天线之间去选择讯噪( signal noi ratio）比较高的一个去接收讯号基于多途径反射，两个相隔一米多的天线会有不同的接收讯噪比,如果无线客户端计算机发射无线讯号到access point时,在复杂的使用环境中,一支天线的预设，同时会收到直接讯号及反射讯号,假若这两个讯号出现某程度的“反相”,最终接收的讯号便会因为能量抵消而令讯噪比衰减,与此同时，采用双天线预设，一边的天线因为离开另一边天线有一米多，收到直接讯号及反射讯号可能会出现某程度的“同相",从而令最终接收的讯号有较好的讯噪比双天线设置会平均带来约3db的讯噪比增益，从而令有效笼罩面提升。

总的来讲,ap上所使用简单型双极天线的增益值约为2.2dbi不过两组天线并不会得到总值4.4dbi的增益,但却可以或者也许支持双天线自动选讯(antenna

diversity)以通过一种特别技术来改善wlan网络的性能。

资料三:发射功率与增益的关系

资料四：2008年802。11N无线路由横评

概括的说一下802.11N的优势，也就这几个关键字：双频、MIMO、WPS、更快、更远.

双频:

大家都知道数据传输需要信道，而2。4Ghz只有三个独立信道1、6、11,曾经的54M产品都只占用一个频道，而802.11N产品为了更快的无线速率会占据两个，这样原本就稀有的频道就更紧张了。说是个好技术，但也不完全，今后无线信号打架的问题应该会越来越多,所以与5Ghz结合的话,能有更多的空间，这应该目前无线产品面临的最重要的问题.

MIMO:

Multiple Input Multiple Output，字面意思可以理解为无线网络通过多根天线进行同步收发，所以可以增加资料传输率；其实原理是网络资料通过多重切割之后，经过多重天线进行同步传送，因此接收端也会同时具备多根天线接收,然后利用DSP重新计算，根据时间差，将分开的资料重新作组合，然后传送出正确且快速的资料流。

因为传送的信息经过分割后传送，所以单一资料流量降低，可以扩大传送距离，因此MIMO技术不仅可以增加无线网络传输速度，还能增大覆盖范围。

WPS：

全称WiFi Protected Setup,它是Wi—Fi联盟提供的一个可选的认证项目，主要用于简化无线局域网环境下的设置和安全配置，这批产品中都附带这个功能.（有的叫做AOSS、有的叫做QSS，不过功能都一致。)对于初级用户来说，WPS逃开了繁杂的加密设置,给用户带来了更多的方便。这个功能将在今后得到广泛应用，无线路由、无线网卡都会加入这个系统，以后的无线连接就会变得十分简单。

更快，更远:

刚才说了由于加入了MIMO、双频等技术，所以在速度和覆盖上都有很大提升。54M产品的无线标准传输速度为3MB/s，这一批的802。11N都可以超越10MB/s，更快是没的说了。而通过我们的实际测试，在覆盖范围上确实也有不少长进，54M真的可以退休了。

双天线与三天线的故事

虽然刚刚大体介绍了MIMO，不过关于无线路由器的2、3天线的区别,我想还要具体解释解释。总体来说，2天线产品主要为1T2R MIMO或2T2R MIMO两种架构,3天线产品主要为2T3R MIMO或3T3R MIMO两种MIMO架构.

2T2R（2发2收）是目前2 Streams比较标准的MIMO技术，两个数据流通过2根天线发送，接收部分也是2根.

而2T3R（2发3收）发送部分和2T2R一样，但接收部分增加了1路接收，可以在更远、更嘈杂的环境下接收到更多有效信号，而且可以在3路接收到的信号中择优处理，目前大部分3天线的11N产品均使用这种2T3R的MIMO架构.

3T3R（3发3收）接收部分和2T3R一样，同时发送部分也增加了1路发送，发送冗余信号以增强信号可靠性。（譬如TP—LINK的3天线产品均为3T3R的MIMO架构。）

另外有一些多天线的产品，它们的原理都是相同的，我们可以以此类推。这里提醒消费者不要盲目崇拜多天线，他们在速度上与2天线没什么区别，（后面的速度测试已经证明)在理论上可以解决更多死角，不过这个还要视环境而定。况且目前普通家居环境2天线已经够用了，用不用花更多的钱选择多天线就看自己的爱好了。

对比测试项目二:无线传输速度

无线传输速度是无线路由器的重要性能指标，我们以具有千兆网卡的台式机作为服务器端，连接无线路由器，通过Chariot向拥有迅驰2无线模块5350的笔记本客户端发送数据（带有逆向传输,笔记本向台式机）,得到相应的无线传输速度结果。测试项目有单线程、多线程的上传、下载，符合目前家庭用户的网络应用。

首先，在理想环境中测试，两天线与三天线的区别不大（譬如TP-LINK的841N与941N成绩十分接近)，除了两款千兆端口的产品速度顶尖外，其他产品在多线程双向传输上几乎都可以达到100Mbps，轻松突破10MB/s.

最好成绩来自SMC的WGBR14—N,达到155.393Mbps，接近20MB/s;其次是D-Link的DIR-655，也达到了146.901Mbps.这两款产品都是千兆网口的产品，测试上占了优势。百兆网口最快成绩来自于TP—LINK的WR941N,138。807Mbps，其次还是TP—LINK的WR841N,138。477Mbps。从这里我们进一步了解到三天线与两天线在速度上差距不大。值得一提的是新兴品牌水星的两款产品也突破了130Mbps。

对比测试项目三:覆盖范围

无线覆盖范围测试选用了一个120平米的普通家居环境，在这里进行过很多款路由器的测试,根据经验,各个地点的信号衰减还是很明显的,我们选用的测试点如下所示：

曾经测试的时候,D点是信号最不好的地方，由于隔着厨房，墙里面的金属很多，信号折射过去经过的路程也远，其他几个地点也有明显衰减。测试方法是在各点测试当时的无线传输速度，这是最有效的测试方法.下面看看两个组的测试成绩。

首先要说的是,虽然D点造成了很大程度的衰减,但测试的所有路由器都可以覆盖这个普通居室，说明802.11N在平均水准上比802。11g高了好几个档次。

在这里我们可以看出双天线和三天线的差别，譬如TP—LINK的841N和941N在这里相差的速度超过一半了,所以三天线在覆盖上有优势。这个测试中表现不错的是D—LINK和腾达的两款产品，虽然在近距离速度一般，但在覆盖上表现都很稳定；NETGEAR的WNDR3300也值得称赞;还有华硕的500W,虽然是款老产品了，但依旧释放着光彩。

对比测试项目四:内部拆解及芯片组分析

我们不是进行简单的对比，只为个大家看几个表，我们要在这次横评中得出结论。通过对数据、产品、功能的分析,得出以下几个结论：

性能的区别主要来自芯片而不是品牌

这次参加横评的产品一共14款,但他们的芯片只有4种，而使用相同芯片的产品在性能上的差距根本不大，所以购买前了解产品的芯片组是一个重要环节。当然也不是说要放弃品牌的概念，各个品牌对产品质量的控制还是不一样，这也会让产品造成很大的差异（主要体现在产品质量）.

现阶段802.11N无线路由器已大幅度超越54M

从54M到11N，经历了好几年的时间，不过这次横评我们看到了11N的优势，看到了希望。实际测试表明，11N产品在产品整体性能上高出54M很多，速度、覆盖都有了质的飞跃。

天线根数与速度没关系

虽然这次评测分了两个组，双天线和多天线，但测试结果说明单从速度上来讲，双天线与三天线区别不大。（天线原理介绍过了，和我们的实际情况是一致的。当然是同一类芯片的基础上进行比较，不同种类芯片没有可比性）但是覆盖上确实有区别,所以要购买的用户不用总是迷恋多天线，从自己的实际情况出发,一般环境双天线已经足够了。

新的功能将改善人们使用无线网络的习惯

譬如WPS快速加密这样的新功能,将会改善人们使用无线网络的习惯，按下终端和路由器上的两个键就会自动连接并加密，拒绝输入繁琐的密码，进一步降低了无线网络的门槛，让用户更轻松使用。

802。11N是构建数字家庭的主干

除了改变人们的使用习惯，802.11N的传输速率已经可以完全应付高清影片的流畅传输,而传说中的数字家庭也可以由802.11N网络担当主角，撑起整个平台:无线播放高清媒体文件、无线控制家电产品、各种终端都无线,让你的家远离布线烦恼。

目前产品单调 需要更多个性化产品问世

不过话又说回来,任何东西都是需要发展的，现在11N可以算是刚刚出道，所以还有许多可以改进的地方，譬如这次评测的产品除了提供无线上网之外，附加功能都比较少，让IT产品更个性，这是一个发展方向，让看不到的无线也能多姿多彩。

802. 11N横评第一波结束 更多低价产品会接踵而来

这次评测历时1个月，在测试过程中又出现了多个新品，它们没有赶上这次横评很遗憾，但是我们还有的是机会，因为低价11N时代马上就要来临了，各个品牌都会有更多更优秀的产品放出，请继续关注泡泡网无线频道，更多的精彩会接踵而来。....

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