動圖:有彈性的熔巖
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。這種天線的學名叫做螺旋倒相天線,從結構上來說,它就是直線振子和螺旋狀倒相器的混合結構。其中,直線的振子部分負責發射信號,而螺旋倒相器負責改變信號的相位,這樣,兩段振子發射的是相位不同的信號,這一信號在經過復合后,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。
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,以差值來判別發生能力的區別。
從數據上可以看出,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,事情卻出現了出人意外的反轉,17dbi的天線,不僅沒有令信號增強,反而出現了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,但至少,在國家規定,家用路由器的發射功率只有100mW的情況下,家庭使用超高增益的天線,并不能發揮出作用,反而可能造出問題。
而在測試過程中,我們還發現,手持設備的高度,對于信號強度有極大的影響,尤其是設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,信號發射角小。
在這種情況下,一旦設備與天線夾角大,那么設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,網絡機頂使用WIFI,且擺放距離與路由較近時,要注意其設備擺放高度,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,即高增益天線的結構,令信號大幅衰減。而6dbi天線和10dbi天線的表現基本正常,對于原裝天線,依舊保持了一定的優勢。
在測試過程,也有小發現,即一旦人站在路由與設備之間,信號將嚴重衰減,而如果將設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。這應該歸功于陽臺的開房設計和靠近C點的窗戶,有利于信號傳輸。在具體表現上,17dbi天線就不討論了,而10dbi天線雖然仍領先于原裝天線,但領先優勢進一步降低,幾乎與6dbi天線一致。
其實,這與反射傳輸息息相關,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,在室內這種復雜的多徑傳輸環境下,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。
總結:無需更換高增益天線
從測試的數據來看,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。
小獅子最喜歡的雞腿 分割線
i-Fi 擴展器可幫助將您的信號廣播到家中的每個角落。這些是我們測試和比較過的首選。
您的互聯網速度取決于其運行的設備。在許多家庭中,單個路由器的性能太弱,無法生成到達每個房間的穩定信號,從而導致死區和連接故障。您應該嘗試采取多種措施 來從路由器獲得更好的信號,但如果這些調整還不夠,您還可以嘗試使用 Wi-Fi 擴展器。
范圍或 Wi-Fi 擴展器也稱為 Wi-Fi 信號增強器,是一種緊湊的插入式設備,實施起來簡單且無憂。Wi-Fi 擴展器使用內置 Wi-Fi 無線電和天線與路由器進行無線配對。不需要以太網電纜。在路由器無線范圍邊緣附近插入一個并將其與網絡配對,它將開始將信號重新廣播到更遠的地方,從而使整個 家庭的互聯網速度顯著加快。
Wi-Fi 擴展器通常比升級到擁有自己的網狀 Wi-Fi 系統和范圍擴展衛星設備的成熟 網狀路由器更便宜。此外,這些 Wi-Fi 增強器的設置很簡單,無論您使用什么品牌的路由器,它們都可以工作,并且您通常可以使用與原始路由器相同的 SSID 和密碼。這將創建一個單一的無縫連接,為您提供當前設置可用的最佳 Wi-Fi 范圍 - 所有這些都無需您過多考慮。
2023年
范圍面積達 1,500 平方英尺速度等級AX1800
TP-Link 在范圍擴展器類別中提供了一些最受歡迎的選擇,并在不同價位提供相當廣泛的選擇。如果您在 2023 年購買一臺,我認為您應該將 TP-Link RE605X 放在您的首選。它的價格為 100 美元,遠不是市場上最實惠的擴展器(請繼續閱讀超值選擇),但它具有高性能的 AX1800 設計、全面支持最新的 Wi-Fi 6 速度和功能、可調節天線以及有用、簡單的- 在Android和iOS上均獲得好評的控制應用程序,它與范圍擴展器一樣全面。
TP-Link 占據榜首,但 Linksys RE7310 緊隨其后,在大多數家庭網絡上幾乎同樣出色。在 CNET 智能家居中,我們采用上傳和下載速度高達 150Mbps 的光纖互聯網計劃,RE7310 在整個多層房屋中返回的平均 Wi-Fi 6 下載速度為 132Mbps。這僅落后 TP-Link 的首選 4Mbps。至于上傳,Linksys 在我的 Wi-Fi 6 測試設備上的平均整個家庭速度為 124Mbps。僅落后 TP-Link 2Mbps。
無線網絡標準無線網絡5速度等級AC750范圍面積達 1,200 平方英尺無線網絡安全WPA2樂隊雙頻(2.4 和 5GHz)
在我 2020 年第一次在家測試中,TP-Link RE220 是最便宜的范圍擴展器,但這并沒有阻止它的性能優于我每次測試的其他產品。Wi-Fi 擴展器速度快、可靠,幾乎可與市面上所有 Wi-Fi 路由器配合使用,而且易于使用。而且,在撰寫本文時,它的價格甚至比我最初支付的價格還要低——在亞馬遜上降至不到 20 美元。
2023年
無線網絡標準無線網絡6速度等級AX1500范圍面積達 2,600 平方英尺無線網絡安全WPA3樂隊雙頻(2.4 和 5GHz)
在我的測試中,它從來都不是速度領先者,但也從來沒有落后太多——而且 D-Link EaglePro AI 的價格為 50 美元,比這里列出的首選要便宜得多。這是一個很好的交易,特別是對于 Wi-Fi 6 型號來說,它在Android和iOS上擁有新設計的控制應用程序,再加上可調節天線以及自動與路由器同步的設計,以便在您使用時立即推出單一、統一的網絡。首先設置一下。我什至欣賞那些淡藍色調的色彩觸感,這是對無聊的白色塑料的一個很好的突破。
TP-Link 和 Linksys 在最新一輪的測試中都表現出色,但可以說華碩憑借 RP-AX56 領先,這是一款零售價為 110 美元的 Wi-Fi 6 范圍擴展器。然而,糟糕的設備安全方法使我無法推薦它。
一旦您插入 Netgear Nighthawk X4S 范圍擴展器并將其與路由器配對,它就會開始與您的路由器配合使用,建立一個統一的網絡,根據需要自動在路由器和擴展器之間路由您的設備。這太棒了,而且擴展器還提供了一個功能齊全的應用程序,用于快速控制。
無線網絡標準無線網絡6速度等級AX1800范圍面積達 2,600 平方英尺無線網絡安全WPA、WPA2樂隊雙頻(2.4 和 5GHz)
我的 2021 年測試中的另一個強大型號是 D-Link DAP-X1870,它的性能非常出色,一旦與路由器配對,它就能很好地創建單一、統一的網絡。這讓一切變得簡單,但以 60 美元左右的零售價來看,2023 年的價格感覺有點太貴了。
去年的首選,RE505X 只是 RE605X 的功能稍弱的版本,價格也稍低一些。我還無法在 CNET 智能家居上重新測試它,但有機會時我會更新這篇文章。目前,我認為注重性能的用戶會很高興他們花錢購買了 RE605X 或 Linksys RE7310 更好的上傳速度,而注重價值的用戶可能會更便宜地使用更便宜的 D-Link EaglePro AI 和 TP- Link RE220 范圍擴展器。
我花了幾周時間在 CNET 智能家居測試這些范圍擴展器。
和很多人一樣,過去幾年我大部分時間都在家工作,其中包括我每年對范圍擴展器測試的總結。到目前為止,我已經對數十個擴展器進行了受控測試,這生成了許多用于比較目的的有用數據。
2022 年,我能夠在 CNET 智能家居恢復測試,這是一棟位于肯塔基州路易斯維爾郊區 5,800 平方英尺的多層住宅,作為我們產品測試的生活實驗室。對于在一定范圍內測試無線設備來說,這比我那間有點狹窄的獵槍式房子要好得多,而且由于需要覆蓋更多的地面,它給這些擴展器帶來了更大的挑戰。
這是控制圖,向您顯示我測試的每個房間的平均速度,根本沒有使用范圍擴展器。就其本身而言,洗衣房中的單個入門級 Wi-Fi 6 路由器能夠在家中主樓層(此圖表中的前四個房間)提供不錯的速度,但在地下室(最后四個房間),尤其是上傳速度。
CNET 智能家居擁有光纖互聯網連接,上傳和下載速度高達 150Mbps。這與我們越來越多的人能夠獲得的千兆位連接相去甚遠(更不用說 該國某些地區正在出現的新的、超快的多千兆位互聯網計劃)。然而,它與美國的平均互聯網速度一致,這使其成為測試家庭網絡產品如何為普通消費者提供服務的好地方。
出于我的目的,我首先在智能家居的洗衣房中設置路由器,這是設置調制解調器的地方。我選擇了Netgear R6700AX,這是我去年評測過的一款非常不錯的型號。當我測試它時,它提供了可靠的性能,但范圍有限 - 這正是我在這些范圍擴展器測試中想要的。
我使用運行網絡的 Netgear R6700AX 路由器進行了今年所有的范圍擴展器測試。它是一款低功耗、經濟實惠的 Wi-Fi 6 型號,當我第一次測試它時,它提供了一致的性能,使其成為這些測試的理想控制路由器。
果然,路由器能夠在家里的主樓層提供強勁的速度,但是當我走到地下室時,速度就開始下降。這包括波旁酒室和泥房的個位數上傳速度。(是的,智能家居有一個波本威士忌室,以前的主人用來陳釀自己的酒桶。我們自己沒有任何酒桶,但那里聞起來很香。肯塔基州,伙計們!)
隨著我的控制速度的建立,是時候開始添加射程增強器并看看哪些增強效果最好。將每個設備與路由器配對只需要我將其插入附近并按下兩臺設備上的 WPS 按鈕 - 之后,我將它們重新安置在樓下的地下室娛樂室,這是距路由器最遠的地方,仍然有一個良好的信號和速度。每當您使用 Wi-Fi 范圍擴展器時,這通常是放置它的最佳位置:靠近路由器范圍的邊緣,在那里它仍然會收到足夠強的信號以發出自己的強信號。找到那個地點的最佳方法是什么?拿起您的手機或筆記本電腦并運行一些速度測試。
最后,我對每個擴展器總共進行了至少 96 次速度測試,其中兩輪 24 次測試是為了找出其與 Wi-Fi 5 客戶端設備(2015 年的 iPad Air 2)的平均速度,另外兩輪 24 次測試測試以檢查其與 Wi-Fi 6 客戶端設備(2021 款聯想 ThinkPad 筆記本電腦)的速度。在每種情況下,我都在距離路由器最近的洗衣房中使用新連接開始第一輪測試,然后在距離路由器最遠的泥房中使用新連接開始第二輪測試。在每次測試中,我都會記錄客戶端設備的下載速度、上傳速度和連接延遲。
準備好了解范圍擴展器在上傳和下載速度方面的表現了嗎?讓我們來看看。
這些圖表顯示了連接到每個擴展器的 Wi-Fi 6 筆記本電腦按房間的平均下載速度(左)和按房間的平均上傳速度(右)。我測試的所有五個模型都能夠顯著改善連接,但有些模型比其他模型做得更好。
左邊,第一組圖表顯示了我測試的每個擴展器的平均下載速度(按房間劃分)。在右側,您可以查看平均上傳速度。所有這些速度均針對我的 Wi-Fi 6 測試設備,即 2021 年的聯想 ThinkPad 筆記本電腦。
那么什么會跳出來呢?首先,所有五個擴展器在提高地下室最后四個房間的速度方面都表現出色。有了所有這些,我在整個房子里的連接速度比我單獨通過路由器連接時更快。D-Link EaglePro AI 在地下室的上傳速度有點困難,但仍然保持在至少 20Mbps 左右。
不過,那是在 Wi-Fi 6 設備上。幾年前的舊 Wi-Fi 5 設備的性能如何?
同樣,左邊是按房間劃分的平均下載速度,右邊是平均上傳速度——這一次是舊 Wi-Fi 5 設備的平均下載速度。
這里的事情變得很有趣——您可以看到下載和上傳性能之間存在更大的差距,以及整個房子里一些更明顯的弱點和盲區。例如,五個擴展器中的每一個都在努力保持樓上餐桌上的上傳速度。使用 Wi-Fi 6,除了 Netgear Nighthawk X4S 之外,我們幾乎沒有發現任何問題。
與此同時,在地下室,我們的首選 TP-Link 和 Linksys(以及高性能的華碩 RP-AX56)都能夠將下載速度保持在 100Mbps 以上,這非常棒。上傳則是另一回事,因為所有擴展器都在苦苦掙扎。盡管 D-Link EaglePro AI 在地下室最遠的范圍內以個位數的上傳速度接近,但它們都未能完全提供可用的上傳連接。
這些測試的另一個重要結論是,Wi-Fi 6 在上傳方面提供了一些最顯著的速度提升。如果您想要進行大量視頻通話、將大量大文件上傳到網絡或任何其他需要強大上傳性能的事情,那么升級到 Wi-Fi 6 硬件應該是您的首要任務(假設您還沒有已經跳躍了)。
幾年前,在我的第一批增程器測試中,我測試了四種價格低廉的型號,看看哪一款性價比最高。當時是大流行的開始,人們都在爭先恐后地加強他們的家庭網絡——我想確保我們可以向他們推薦一個好的、經濟實惠的選擇,作為信號增強器,提供一個額外的房間的價值。緊急情況下的覆蓋范圍。
最終,前面提到的 TP-Link RE220成為了壓倒性的勝利者。目前售價為 20 美元或更低,但它仍然是一個物有所值的選擇。
我將這四個模型與其他六個模型分開,因為 2020 年的測試設置不同,與這些結果進行直接比較是不公平的。您已經了解了 TP-Link RE220,但以下是我測試的其他三個產品的要點:
D-Link DAP-1620 具有兩個可調節的外部天線,對于預算價格的范圍擴展器來說非常強大,但它不如我們的首選那么一致。
D-Link DAP-1620:這是我在 2020 年測試中唯一一款能夠達到三位數的范圍擴展器,晚上在我的臥室里平均速度為 104Mbps。設置就像我在 TP-Link 上體驗到的一樣簡單。我能夠在擴展器的網絡上流式傳輸高清視頻、瀏覽網頁和進行視頻通話,沒有任何問題。
不過,網絡速度并不一致,白天速度慢得多,下降幅度比我在 TP-Link 上看到的還要大。在我的速度測試期間,該設備還一度斷開了我的連接。最重要的是,該應用程序對我的口味來說太挑剔了,拒絕讓我登錄并使用提供的設備密碼調整設置,這最終迫使我重置設備。這對我來說太麻煩了,無法直接推薦,盡管現在你可以以 30 美元的價格購買它,使其成為 TP-Link RE220 的不錯替代品。
Netgear EX3700 的功能對于這個價格來說不夠強大。
Netgear EX3700:這是一款看起來過時的設備,并且在我的測試中表現不佳。2.4GHz 頻段能夠在我家的大部分區域維持 30 到 40Mbps 的可用速度,足以以最小的緩沖傳輸視頻,或進行稍有延遲的快速視頻通話。但 5GHz 頻段出奇地弱,經常下降到個位數,而且我的電腦或連接的設備與范圍擴展器之間只有一堵墻。
我不喜歡網絡界面,因為它似乎更感興趣的是讓我注冊保修(并選擇接收營銷電子郵件),而不是實際為我提供對連接的任何控制。基于 WPS 按鈕的設置讓您可以跳過所有這些,這很有幫助,而且一些商店現在列出的價格不到 40 美元,但即便如此,您也可以放心地通過它。
Linksys RE6350 還有很多不足之處。
Linksys RE6350:我的速度與 RE6350 一致——只是速度不快。
默認情況下,該設備會自動引導您在 2.4GHz 和 5GHz 頻段之間切換,但在我多天的所有測試中,下載速度范圍從 10Mbps 到 35Mbps,它可能只是默認為較慢的 2.4GHz 頻段。該設備支持自動固件升級,這很棒,但您不能使用 Linksys Wi-Fi 應用程序來調整設置 - 相反,您必須通過門戶網站登錄。
最重要的是,RE6350 似乎是我在 2020 年測試的所有擴展器中最不穩定的,在我的測試期間不止一個連接斷開。它的標價約為 60 美元,缺點太多,而且價值不足以讓我推薦它,盡管我們偶爾會看到它以低至 21 美元的價格出售,這使其更具競爭力。
大多數插入式范圍擴展器最多只提供基本功能,但 TP-Link Tether 應用程序包括信號強度測試儀和應用程序中的高速模式。
要家里安裝了一臺無線路由器,在家里的任何地方都可以使用帶上網功能的電子產品上網,但是由于距離的問題,WiFi信號有強弱之分,離無線路由器稍微遠點,信號就有所降低,上網速度受影響。而市場上銷售的WiFi信號放大器要一兩百元,有什么便宜又簡便的方法能放大WiFi信號呢?
工具
一個鋁質易拉罐、一把剪刀、一臺無線路由器、一部帶WiFi信號的手機,一臺有無線網絡的筆記本電腦、WiFi信號檢測軟件(可從網上下載)。
制作步驟
1、取一只用過的鋁制易拉罐,洗凈。
2、拔出拉環;
3、沿罐底畫一圈線,沿線將罐底去除;
4、將易拉罐剪開,在飲水口保留2cm左右不剪;
5、在未剪部分的正對面畫一道豎線,沿此線將瓶身剪成兩半;
6、將瓶身展開成扇形,并倒放,將無線路由器天線插進易拉罐的飲水口。
筆記本信號增強一格
1、無線路由器安裝在大房間,拿著筆記本電腦走進小房間。無線路由器與筆記本之間隔了大約15米,并且中間還有兩堵墻。
2、此時,易拉罐制作的WiFi信號放大器并沒有套上,筆記本的無線信號顯示4格。之后回到大房間,將“放大器”套在天線上。隨后,回到小房間發現筆記本的無線信號已經升為5格。其間用時不到20秒。
3、結果表明,易拉罐制作的WiFi信號放大器真的可以使筆記本電腦的無線信號增強。