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現在雙頻Dual Band路由器已經全面普及,聰明的你是否有留意雙頻WIFI的天線是經過特別設計才可以接收2.4G和5G的WIFI信號?本文Upsangel就和大家探討一下雙頻WIFI的天線特點和在路由器Router上的應用。單頻天線以及基本的WIFI天線知識在上一篇文章已經討論就不再重複,本文集中講雙頻天線:
WIFI頻率和天綫長度、天線設計的關係
WIFI天線的原理是一個共振子,有一個固定的自身共振頻率(natural frequency),與頻率相同的電波產生電磁轉換(electromagnetic resonance),轉化成為電流信號。下圖是典型2.4Ghz 天線的共振反應曲線:
在上一篇文章: 已經介紹過天線的長度通常以波長的1/4、1/2等比例數來設計。所以,2.4Ghz的傳統天線和5Ghz的傳統天線是不同長度的!那麽路由器為了能同時雙頻工作,天線要如何設計呢?下面繼續討論。
路由器如何達到雙頻WIFI
Router 廠家處理雙頻共發的思路可以分成:
獨立分開的雙頻天線:
物理上完全隔離的兩組天線,2.4Ghz WIFI芯片和5Ghz WIFI芯片組分別獨立功放電路。而獨立雙頻天綫的路由器設計有兩個方案:
- 2.4G外置 + 5G外置天綫
- 2.4G外置+ 5G内置天綫
兩者的差別用TP-LINK 六天線版 WDR7500 與 國際版3天線 Archer C7 就能輕易解釋,這兩款路由器的芯片組配置設計完全相同,而WDR7500用的是全外置天綫方案:
而國際版的ARCHER C7 就是外置3天綫(2.4G) + 内置天綫的方法,拆機圖的三個角落的三個金屬片就是ARCHER C7 的5G天綫。
這引伸到一個更廣泛的問題:到底是否外置天綫一定比内置天綫好?要回答這個問題,我們需要先了解更多内置天綫的設計。
合併設計的雙頻天線
第二個設計思路就是同一條天線有兩個共振頻率,暫時小U知道的真雙頻天綫有兩种形式:
- collinear
- pcb
ASUS RT-AC66u的雙管天線:看過AC66u的天綫拆開圖的朋友可能都會驚嘆:怎麽這個機皇的天綫竟然這麽短小省成本?
ASUS自己是這麽説的:http://www.asus.com/hk/support/FAQ/1000961/
對比起Collinear天綫,更加廣泛應用的是PCB天綫。我們的手機電話、平板電腦、Pocket Wifi等等都沒有外置天綫,其天綫其實是收到一塊小小的PCB板或者是薄膜綫圈上。PCB天綫在雙頻天綫設計上有一個顯著優勢,就是可以把兩組頻率的振子設計在同一塊小小的印刷電路板上。
回到我們之前的問題:到底是否外置天綫一定比内置天綫好?現在很多高端路由器Router都是内置天綫,例如ASUS RT-ac56, Netgear R6xxx,Linksys EA6700 等等。例如AC56U是用Dockon的PCB天線,達到很好的天線效果,甚至有網友硬改成為外接天線也發現效果相差無幾:http://www.fansgu.com/thread-228-1-1.html
實踐就是真理:幾款天綫的實際測試效果
小U親自買來了幾款天線來做做測試:分別是
- 標稱10dbi 的超長天線
- PCB外置雙頻天線
- ASUS原廠天線
測試總結:
- 原廠天線:2.4G: -48 dBm / 5G: -62 dBm
- 雙頻PCB天線:2.4G: -56 dBm / 5G: -58 dBm
- 10dBi 單頻天線: 2.4G: -53 dBm / 5G: -59 dBm
原廠天線的2.4G信號強度最好,5G最差,
PCB天線的5G強度最好,2.4G最差
10dBi 單頻天線的表現居中。
這個測試結果讓小U摸不著什麽定律,長不一定好,短不一定不好,標籤上的單頻雙頻似乎實際效果也比較模糊,。而且還不能保證在AC66U上測試是最好的天線,在其他路由上有相同結果。只有實際測試才知道各款路由的天線性能。
就著實際應用來說,小U比較偏向用5G效果好的天線,因為5G ac wifi的速度是n wifi的好幾倍,2.4G wifi收得再好也是幾十mb的差別,ac wifi收得好不好是100 到 200mb的差別,5G ac每個dbm帶來的傳輸速度增幅比較明顯。
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