超能課堂(276)：WiFi路由器中的主動(dòng)式天線(xiàn)很厲害嗎？

在之前的《超能課堂(271)：拆掉路由器上的天線(xiàn)，我們的WiFi還好用嗎？》中我們給大家簡(jiǎn)單講解了WiFi天線(xiàn)的作用，以及沒(méi)有WiFi天線(xiàn)對我們的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )會(huì )造成什么影響。從我們的測試可以得知，雖然多數WiFi天線(xiàn)的結構非常簡(jiǎn)單，但沒(méi)有了它們路由器的網(wǎng)絡(luò )覆蓋會(huì )大打折扣，因此哪怕WiFi天線(xiàn)只是一小段銅線(xiàn)或者只是一小塊覆銅PCB，該接上天線(xiàn)的還是得接上天線(xiàn)，不能為了外形好看就自行拆除。

不過(guò)如果你認為路由器上的WiFi天線(xiàn)都大同小異，都是一塊銅片或者一段銅線(xiàn)的話(huà)，那你就小看WiFi天線(xiàn)了。雖然我們常見(jiàn)的天線(xiàn)在本質(zhì)上確實(shí)都是一塊銅片或者一段銅線(xiàn)，只是根據增益需求的不同而做成了不同的造型，但這種天線(xiàn)并不是WiFi天線(xiàn)的全部。在路由器中還有一種天線(xiàn)，其有著(zhù)完全不同于常規天線(xiàn)的結構，可以提供更強的增益能力，而且信號底噪也優(yōu)于常規天線(xiàn)，那就是傳說(shuō)中的“主動(dòng)式天線(xiàn)”。

什么是主動(dòng)式天線(xiàn)？

主動(dòng)式天線(xiàn)也叫作有源天線(xiàn)，與之對應的則是被動(dòng)式天線(xiàn)，也就是無(wú)源天線(xiàn)。這兩種天線(xiàn)有什么區別呢？從最直接的區別來(lái)看的話(huà)，那就是主動(dòng)式天線(xiàn)是需要供電的，因此是“有源”，而被動(dòng)式天線(xiàn)則是不需要供電的，所以是“無(wú)源”。更深入一點(diǎn)的區別則是，主動(dòng)式天線(xiàn)抗干擾能力更強，信號底噪更弱，有利于提供穩定的連接速率和更大范圍的信號覆蓋，但由于需要進(jìn)行供電，因此多數情況下需要配套使用，一般不能自行更換；而被動(dòng)式天線(xiàn)的增益是無(wú)差別的，無(wú)論是有效的網(wǎng)絡(luò )信號還是信號中的底噪都會(huì )被同等增強，因此信號的有效增益和天線(xiàn)的理論增益并不一定是線(xiàn)性關(guān)系，然而其勝在結構簡(jiǎn)單且無(wú)需供電，只要有相應的接口就可以自行更換。

這兩種天線(xiàn)的結構差異只需要簡(jiǎn)單的拆解就會(huì )很清晰的展露出來(lái)，被動(dòng)式天線(xiàn)本質(zhì)上就是一個(gè)金屬塊，當然形狀上會(huì )根據實(shí)際需求有所變化，比較常見(jiàn)的是螺旋彈簧型或者是金屬管，有些甚至只是一根銅線(xiàn)，因此被動(dòng)式天線(xiàn)完全可以自行更換，從低增益型換為高增益型，以獲得更廣闊的信號覆蓋范圍。

而主動(dòng)式天線(xiàn)則是包含有功率放大器以及低噪聲放大器等電子元器件，并不僅僅只是簡(jiǎn)單的金屬塊，因此必須配備相應的供電線(xiàn)路，讓功率放大器和低噪聲放大器等元器件可以正常工作，同時(shí)設備內部也要有配套的電路來(lái)對天線(xiàn)進(jìn)行數據信號的傳送。也正因為如此，主動(dòng)式天線(xiàn)基本上都是不能自行更換的，即便是換也是同款替換，不然容易引發(fā)兼容性問(wèn)題，反而無(wú)法正常工作。

主動(dòng)式天線(xiàn)相比被動(dòng)式天線(xiàn)有什么優(yōu)勢？

從功能上說(shuō)，主動(dòng)式天線(xiàn)和被動(dòng)式天線(xiàn)并沒(méi)有本質(zhì)的區別，都是起到信號增益的作用，但是從增益幅度上來(lái)說(shuō)，被動(dòng)式天線(xiàn)是比不上主動(dòng)式天線(xiàn)的。常見(jiàn)的被動(dòng)式天線(xiàn)在增益上只有3dBi到5dBi，而且增益能力越強，天線(xiàn)的體積往往也越大，例如市面上有些號稱(chēng)增益能力達到10dBi的被動(dòng)式天線(xiàn)，其長(cháng)度就明顯長(cháng)于我們常見(jiàn)的5dBi增益天線(xiàn)。

而主動(dòng)式天線(xiàn)由于自帶功率放大器以及低噪聲放大器，因此其增益能力非常厲害，以網(wǎng)件R9000上的主動(dòng)式天線(xiàn)為例，其增益能力號稱(chēng)可以達到26dBi的水平，同時(shí)還自帶有收發(fā)時(shí)序控制的功能，信號覆蓋以及信號底噪也要優(yōu)于常見(jiàn)的被動(dòng)式天線(xiàn)。

然而這些優(yōu)勢只是停留在天線(xiàn)上，如果放到整個(gè)路由器中，可能就不一定有明顯的效果。由于主動(dòng)式天線(xiàn)自帶功率放大器以及低噪聲放大器，因此采用這種天線(xiàn)的家用級路由器往往不配置相應的電路，直接通過(guò)天線(xiàn)進(jìn)行信號增益；而被動(dòng)式天線(xiàn)的增益幅度雖然小，但是采用這種天線(xiàn)的路由器多數會(huì )配置額外的功率放大電路和底噪過(guò)濾電路，因此實(shí)際的信號覆蓋以及抗干擾能力并不見(jiàn)得比主動(dòng)式天線(xiàn)產(chǎn)品低。

為什么主動(dòng)式天線(xiàn)在家用路由器上得不到普及？

其實(shí)早在WiFi 5的時(shí)代主動(dòng)式天線(xiàn)就已經(jīng)嶄露頭角，網(wǎng)件在R8500和R9000的宣傳上就使用了“主動(dòng)式天線(xiàn)”、“有源天線(xiàn)”的字眼，當時(shí)可以說(shuō)是搶足了眼球，也獲得了很多玩家的認可。然而后續的產(chǎn)品里我們卻很少再聽(tīng)到類(lèi)似的說(shuō)法，感覺(jué)R8500和R9000就成了第一代也是最后一代使用主動(dòng)式天線(xiàn)的家用級路由器。那究竟是因為主動(dòng)式天線(xiàn)沒(méi)有實(shí)際作用，還是說(shuō)主動(dòng)式天線(xiàn)已經(jīng)成為主流，沒(méi)有進(jìn)一步宣傳的價(jià)值呢？

采用被動(dòng)式天線(xiàn)的路由器同樣具備功率放大器和低噪聲放大器等相關(guān)電路

實(shí)際上我們這里所說(shuō)的“主動(dòng)式天線(xiàn)”和“被動(dòng)式天線(xiàn)”只是針對天線(xiàn)本身而言，但天線(xiàn)不管是放在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡上還是放在無(wú)線(xiàn)路由器上，其往也只是某個(gè)整體的一部分。主動(dòng)式天線(xiàn)雖然自帶有功率放大器以及低噪聲放大器等電子元器件，但很多搭配被動(dòng)式天線(xiàn)的路由器其實(shí)也有相應的電路， 只是位置不在天線(xiàn)，而是放在主PCB上，如果畫(huà)成電路原理圖，其實(shí)跟采用主動(dòng)式天線(xiàn)的產(chǎn)品是基本一致的。

在網(wǎng)件R8500和R9000上使用的主動(dòng)式天線(xiàn)就是這樣的情況，實(shí)際上其只是將原本布置在PCB上的部分電路轉移到了天線(xiàn)上，雖然可以帶來(lái)信號上的優(yōu)化，但相比采用被動(dòng)式天線(xiàn)的同級產(chǎn)品并沒(méi)有足夠的性能優(yōu)勢，甚至是讓路由器的結構變得更為復雜。因此在經(jīng)歷了這次嘗試之后，網(wǎng)件在WiFi 6時(shí)代的路由器又回到了成熟的“被動(dòng)式天線(xiàn)”上，隨后推出的產(chǎn)品在結構上自然變回了大家熟悉的設計。

因此對于家用級路由器而言，主動(dòng)式天線(xiàn)以及被動(dòng)式天線(xiàn)之間的差異遠沒(méi)有大家想象的高，前者更多地還只是一種嘗試，并沒(méi)有真正作出突破，而后者也沒(méi)有形成使用上的瓶頸，無(wú)論成本還是實(shí)際效果都仍然讓人滿(mǎn)意。這就是為什么如今主動(dòng)式天線(xiàn)在家用路由器中仍然沒(méi)有廣泛使用，被動(dòng)式天線(xiàn)依然是絕對主流的主要原因。當然我們也不能因此就認為主動(dòng)式天線(xiàn)沒(méi)有價(jià)值，只能說(shuō)我們現在家用路由器上的“主動(dòng)式天線(xiàn)”只是名義上的，還算不上真正意義的主動(dòng)式天線(xiàn)。真正意義上的主動(dòng)式天線(xiàn)或者有源天線(xiàn)多數都應用在行業(yè)級產(chǎn)品中，例如我們的4G/5G無(wú)線(xiàn)****，這些****上的主動(dòng)式天線(xiàn)可不僅僅用于功率放大或者是噪聲過(guò)濾等基礎功能，有些甚至具備一定的數據信號的處理能力，技術(shù)含量比我們家用級路由器上的“主動(dòng)式天線(xiàn)”高出不少。