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ho07ha 发表于 2012-7-6 19:19

水星MW300U无线网卡加易拉罐后接收的信号增强10倍

本帖最后由 ho07ha 于 2012-7-6 19:29 编辑

   最近入手了两块水星MW300U300Mbps无线网卡，刚好看到一个帖子上有关于这个网卡的拆机图，看了看里面的天线（自己还舍不得拆），正好有点闲的蛋疼，于是想利用软件仿真了一下这个天线模型，看看它的辐射方向图，另外看看能不能diy增强一下天线性能。   最终经过仿真分析和实验验证，发现加易拉罐后水星MW300U接收的信号强度较原来提高了10倍以上（增加11dBm）。下面是我的详细步骤。一、天线结构分析    下图是水星MW300U的天线构造（左边为正面靓照，右图为背面靓照），可以看出，该网卡利用的2*2的MIMO技术，包含双天线，天线形式为印刷弯折振子形式。
                                  二、天线仿真    下图左边是简易的天线模型（我用尺子量的，尺寸大致符合要求），驻波比也由下面的右图给出，调整天线尺寸可以使2.4GHz驻波比小于1.5，在另外需要说明的是，两个天线的耦合为-3.4dB（左边天线发射时，右边天线会吸收掉其中一半的能量），这会影响网卡的MIMO性能，所以我觉得板子上应该加了去耦电路，而我的模型并没有反映出来。
       下图是两个天线同时馈电时的方向图，增益为2.5dB（这个增益不能和普通单天线的增益简单对比），从图中可以看出，其方向图与沿USB网卡长边方向放置的偶极子类似（可以这样理解：USB网卡长边指向的方向是信号覆盖最差的地方，而垂直于USB网卡方向为信号最好的方向）。
三、加易拉罐后的模型仿真    正好旁边有个易拉罐，于是想利用易拉罐做个反射面增加其增益（或者说方向性），下图是仿真模型，这是我最终调试好的天线模型。需要说明的是，天线距罐底在30mm-35mm（四分之一波长左右）时候最佳；侧边最好不要高出USB网卡，否则易拉罐会由于自身辐射而影响整体天线性能；天线大致位于罐中心位置时天线性能最好。    下面左图为谐振频率会发生些许偏移，驻波比也会稍微变化，但是在可控范围内。下面右图为两天线同时馈电的方向图，其增益可以达到7dB（最大方向稍微偏离易拉罐轴向，这是受USB网卡接地板阻挡的影响。） 四、实验对比验证   实验环境：两个台式机相距6m左右，中间相隔一个10mm厚的玻璃墙，还有一些桌椅等杂七杂八的东西。发射端利用其中一个台式机接水星MW300U网卡做AP（大致调整至最大方向），接收端利用6m开外的台式机接另外一个水星MW300U网卡接收AP发射的信号。    接收天线对比：左边为加罐前的USB网卡，右边为加罐后的USB网卡。                   接收信号对比：加罐前软件扫描后的平均信号强度为-58dBm，加罐后软件扫描后的平均信号强度为-47dBm，增加11dBm。效果十分明显，实验成功。

blickcat 发表于 2014-12-6 09:30

能人啊，再做个带锅的效果怎样呢

ho07ha 发表于 2012-7-6 19:23

最后不知道为什么多出两个重复的图片，大家对付着看吧

newstone8 发表于 2012-7-6 19:28

好贴!
选个-85dbm到-93dbm范围内的信号对比一下效果,看是否还能增加11dbm吗?

lv1990 发表于 2012-7-6 19:31

楼主学习能力超强啊 我现在还没搞懂那仿真软件

way1012 发表于 2012-7-6 19:32

10DB吧
如果是10倍，那是神器！

ho07ha 发表于 2012-7-6 19:32

newstone8 发表于 2012-7-6 19:28 static/image/common/back.gif
好贴!
选个-85dbm到-93dbm范围内的信号对比一下效果,看是否还能增加11dbm吗?

因为是在实验室，所以不能太张扬了，谢谢你的提醒。我觉得在直线距离下对准发射天线最大方向应该会有不错的效果，但是如果是多径环境，估计效果不会很好。

ho07ha 发表于 2012-7-6 19:34

way1012 发表于 2012-7-6 19:32 static/image/common/back.gif
10DB吧
如果是10倍，那是神器！

10dBm也表示是原来信号强度的10倍

way1012 发表于 2012-7-6 19:40

ho07ha 发表于 2012-7-6 19:34 static/image/common/back.gif
10dBm也表示是原来信号强度的10倍

很明显就不是10倍啦
我举个例子，本来-80的信号，2倍的话，就变成是-40，而4倍，就是-20，
所以，你说的10倍，绝对是错误的说法

tcslh 发表于 2012-7-6 19:54

精神可嘉，哈哈哈

ho07ha 发表于 2012-7-6 19:55

way1012 发表于 2012-7-6 19:40 static/image/common/back.gif
很明显就不是10倍啦
我举个例子，本来-80的信号，2倍的话，就变成是-40，而4倍，就是-20，
所以，你说的 ...

你好，
因为0.1W=-10dBW，1W=0dBW，所以10dBW表示1W是0.1W的10倍
而-58dBm=-88dBW，-47dBm=-77dBW，所以-47dBm-（-58dBm）=-77dBW-（-88dBW）=11dBW
所以，增加10dBm或者10dB都是表示后者是前者的10倍。

不知名 发表于 2012-7-6 19:57

你是咋固定的啊？

way1012 发表于 2012-7-6 20:00

ho07ha 发表于 2012-7-6 19:55 static/image/common/back.gif
你好，
因为0.1W=-10dBW，1W=0dBW，所以10dBW表示1W是0.1W的10倍
而-58dBm=-88dBW，-47dBm=-77dBW，所以 ...

那你这样解析，就变成标题党了。。哈哈

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