不知道為什麼,今天大家的頭上都長了一跟網路天線,似乎是一起床就出現在頭上的東西,而且不止如此,每個人的天線似乎都有不同功用。
隔壁陳同學頭上的網路天線似乎有預知的功能,她今天一整天都被大家追著問下一節小考的題目,頭上的天線只要開始發光,等下小考的題目就會出現在她腦中。
不過對於後面的林同學來說,她根本不需要依靠陳同學預知的網路天線,因為林同學的網路天線可以直接接收到所有人內心發出的各種OS,在考試的時候很好用,可以直接聽答案,甚至還揭發了隔壁班彭彭想要追小公主的心聲。
但是我今天一直搞不清楚我自己的網路天線功用,看著同學們因為網路天線而擁有了各自的特異功能,而在校園裡面恣意施展,就覺得是羨慕、羨慕又是羨慕。
直到下午的體育課。
今天的體育課在地下室打桌球,但因為球桌有限,所以大家就都輪流使用,而還沒輪到的人,有些就在旁邊跟牆壁對打,我們幾個則是躲在牆角滑手機。
「欸欸,這裡訊號好差」林同學滑手機滑不出個所以然,地下室的收訊真的很差,想上Facebook都是個難題。
「吼!沒有網路!我壓力好大!」旁邊的王同學大喊,一手拿著手機,另一手則瘋狂的拿零食吃。順帶一題,王同學的網路天線功能是得到怎麼吃都不會飽的能力。
此時突然發現,我的手機竟然滿格!
「我的手機有訊號耶!」我開心的大喊。
正當大家在探討是不是手機問題的時候,陳同學眼一亮,發現了我頭上的網路天線有異狀。
「你的網路天線在發光耶」陳同學小聲的說,她總是這麼小聲,只有在看康熙的時候笑聲才會比較大。
「啊。」
原來,我的網路天線,功能就是網路天線啊。

90、45、0度訊號大不同
由於此次撞歪天線事件引起了筆者的好奇心,於是開始著手進行測試。一般無線網路天線在接頭部分,都有設計可以直接彎折的機構,同時在彎折角度90°、45°、0°的部分有卡榫固定,此次便直接採用這三種角度測試。受測的無線基地台一樣是D-Link DIR-600,天線則是5dBi,使用Motorola Defy手機裝上「Wifi分析儀」測試訊號強度。因為場地受限的關係,將無線基地台的無線訊號功率輸出調至最小,手機上則是自動。兩個裝置相距約5公尺,中間有一道10公分左右水泥磚牆。
附圖為天線調整成0°、45°、90°時,在手機上所測到的訊號強度,可以看到在90°的時候訊號最強,有-64dBm;45°和0°分別為-78dBm和-72dBm。這訊號有大有小,強度呈現非線性遞減的狀況也令筆者費解。

▲在手機上安裝「Wifi分析儀」所測到的訊號強度。
訊號分布有分別
後來查了一下資料,這種情況在增益值越大的天線上,會有較明顯的差別。讀者是否有想過,增益值越高的天線,訊號能夠傳更遠,但小時候我們都有學過能量守恆,在沒有加大無線基地台輸出的時候,這些傳更遠的訊號哪裡來?
這些多出來的訊號,其實是拿原本要發射到其他方向的訊號來補,標示較完整的廠商,在天線產品外頭除了增益值的標示外,還會印上兩張很像雷達螢幕的圖,這兩張圖便是這支天線的極化圖,有兩張的原因是電場和磁場呈現90°相交的自然定律,由這兩張圖便可看出天線訊號的分布狀況。
訊號像甜甜圈堆疊
從附圖中可以看到,將兩張極化圖垂直重疊在一起,就可看出天線的訊號分布,以無線基地台附的天線來看,訊號區就像是一個個甜甜圈堆疊起來,中間的甜甜圈最大,然後往上往下遞減。上段提過天線會把其他空間的訊號拿來補橫向距離,我們可以理解成把甜甜圈打扁的感覺,比較扁的甜甜圈直徑較大(訊號傳得較遠),可是高度比較矮(有訊號的空間較少),越高增益值的天線就是把甜甜圈打得越扁。

▲將兩張圖片合併便可看出訊號範圍,綠色圖案表示天線。
了解了天線此種特性,我們便可調整天線角度,讓訊號區覆蓋到行動裝置使用的範圍。一般單樓層的家庭就把天線垂直於地平面,住在透天厝就可以把天線平行於地平面放置,以便將無線訊號涵蓋到其他樓層。