無論無線系統有多昂貴，其性能都取決于天線的強度。本文為解密無線網絡系列文章的第二部分，文章中，分析師Craig Mathias詳細介紹了天線在其中扮演的角色。

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發射端和接收端都需要安裝天線，它們是一個無線系統的最重要組成部分。但是，有人可能會質疑說：天線不就是一個值幾美分的小金屬部件嗎?這樣一個小小的金屬部件還會比經過復雜工藝設計的集成電路芯片的作用更大嗎?如果你這樣想的話，我可以作一個類比，然后你可以從中更好地理解天線。任何喜愛賽車運動或喜歡駕駛的人都知道一個簡單事實——輪胎非常重要!為什么呢?因為即使有了各種復雜技術和配置先進的引擎、動力傳輸、懸掛、娛樂和通信系統，輪胎仍舊是整個機器中唯一一種與承載車輛的地面相接觸的部件。

天線也一樣，它是唯一與無線電載體(即空氣)相接觸的部分。正確選擇和使用天線是所有無線應用成功通信的關鍵。記住，任何無線系統的基本運營參數都受法規的限制。無線系統設計人員只能盡全力去平衡大量的參數——包括尺寸、重量、功耗、數據傳輸速度、預期范圍、成本及環境特性。天線可以根據需要在較大范圍內調整和優化，這樣有助于改進它們的價值與性能。

設計可以彌補性能的不足

在了解不同類型的天線之前，要先知道無線電波在空中是以非線性方式傳播的。因此，我們事實上無法確切地知道一個無線電信號如何或是否能從發射器傳播到預期的接收器上：想知道結果的唯一方法是嘗試。使用合適的天線，可以解決大多數的無線信號傳輸問題。

首先，天線可能是單方向或全方向的。通常，移動設備使用全方向天線，這意味著它們可以在任意方向接收和發送信號——通常是以天線為中心的360度角范圍。這個功能是非常重要的，因為移動設備通知不知道連接另一端的位置。像蜂窩基站這樣的固定基礎設施則可以使用單向天線，因為這些系統知道客戶端的位置，至少相對更明確一些。單向天線將能量聚集在一個特定的方向，從而可以改進覆蓋范圍、可靠性和吞吐量。全方向天線在發送信號時會浪費一定的能量，并且在接收信號時也達不到最佳狀態，但是有一些技術可以在一定程度上彌補這些不足。

在一些特定環境中還可以通過調整很多參數來改進最終結果。例如，有一些Wi-Fi接入端(AP)帶有一些可轉換方向的外置天線。雖然這種優化并不涉及太多的技術因素，但是(有時候)它的改進效果卻是非常顯著的。

優化性能

接下來就是調整天線的頻率，甚至讓它發揮放大器的作用——這個屬性稱為“天線增益”。這些調整包括給天線設計不同的物理尺寸和結構，使它針對特定的頻率范圍進行優化。即使是完全被動的天線(那種屬于非常小的金屬部件)，也可以實現天線增益，而且是性能優化的一個重要元素。我們可以將它看作是一種高性能輪胎。

另一種更聰明的優化方法是通過各個多方向天線將能量集中在一個特定的方向。這種方法稱為波束成型，而且這種方法在Wi-Fi實現中應用越來越廣泛。波束成型已經成為新的802.11ac標準的一個標準特性，而且它在提升吞吐量和傳輸距離方面(即所謂的“速度與覆蓋范圍”)發揮了重要作用。許多802.11ac接入端熱銷市場的原因并不是因為它們支持1.3Gbps的傳輸速度，而是因為它們的信號能夠可靠地覆蓋高層會議室。

最后，我們甚至還可以用一些電子或智能天線來解決問題。顧名思義，這些天線已經不是一種單純的金屬條——它們包含一些經過優化和增強性能的活電路。的確，它們造價更高，但是價格增幅并不大，而且也需要電源支持。但是它們能夠顯著提升性能(同樣是所謂的“增益”)。