無線蹭網利器,深度解析WIFI信號放大器

　　隨著無線網絡的普及，越來越多的網友為圖方便開始使用無線，包括一些企業、校園、商業中心也在布置各式各樣的無線網絡。但是，無線網絡的信號問題一直是大家關注的焦點，也是阻礙無線區域網路更進一步發展之關鍵。

　　無線網絡設備，民用級產品的信號輸出一般被控制在50mW（毫瓦）這樣一個水平，企業級設備一般在100mW以內。另外還有一些電信級室外無線設備，這些就是W(瓦特)級的輸出功率了。這是符合國際相關輻射限制標準的。也是全面考慮到家居環境下和辦公環境下無線設備的覆蓋範圍以及人體的安全輻射標準而定的，對於這點，國際廠商做的比較好。但現在國內部分企業為了盲目滿足網友對信號強度的追求，調高了家用無線產品的信號發射功率，雖然從表面上看是能夠滿足大家短時間上網的需求。但是長遠看來不利於身體健康。所以我們也呼籲家裡有小朋友及孕婦的朋友合理使用無線網絡。並且對於一個百平米的普通家庭來說，也不需要太高功率。

　　以上是題外話。主要是提醒大家注意自身健康，下面進入本期文章內容。功率放大器是幹什麼用的。以及它的使用範圍。

　　高頻功率放大器用於發射機的末級，作用是將高頻已調波信號進行功率放大，以滿足發送功率的要求，然後經過天線將其輻射到空間，保證在一定區域內的接收機可以接收到滿意的信號電平，並且不幹擾相鄰信道的通信。高頻功率放大器是通信系統中發送裝置的重要組件。按其工作頻帶的寬窄劃分為窄帶高頻功率放大器和寬帶高頻功率放大器兩種，窄帶高頻功率放大器通常以具有選頻濾波作用的選頻電路作為輸出迴路，故又稱為調諧功率放大器或諧振功率放大器；寬帶高頻功率放大器的輸出電路則是傳輸線變壓器或其他寬帶匹配電路，因此又稱為非調諧功率放大器。高頻功率放大器是一種能量轉換器件，它將電源供給的直流能量轉換成為高頻交流輸出。

　　我們今天談到的功率放大器一般有兩種，一種是直接做到無線AP、無線路由器電路板上的集成功放電路，這種功放電路一般都會控制輸出功率不會太高，市面上所售的目前都在400mW以下。另一種就是外置式的功率放大器，這類不不能一概而論，它的功率一般有0.5W、1W、2W、4W等，它們適合於室外遠距離無線傳輸，或是商業區裡大面積無線網絡覆蓋使用。配合不同的天線，它們能夠輕鬆完成幾公裡到上百公裡的無線網絡信號傳輸。

某國產無線路由器上的獨立功放電路，據說可以提供100mW輸出

某網友4公裡無線項目上使用的24DB拋物面定向天線

某網友4公裡無線項目上使用的2.4G室內外置功率放大器

加裝在無線網卡前端的0.5W功率放大器（室內型）

加裝在無線路由器上的0.5W功率放大器

 
防水的室外型0.5W功率放大器

 
室外遠距離無線網絡採用的室外型功率放大器

　　在這裡我們姑且不討論各位網友的方案穩定性、造價、水平如何，總的一點可以看出，使用放大器可以有有效增加信號的傳輸距離。而且大功率放大器一般只有在室外電信級應用上才會使用到。不過由於很多網友盲目追求高信號強度，現在很多家居環境裡也開始有人使用它了。

某網友在家蹭網使用無線信號功率放大器過程：

　　家用無線網絡產品的發展給許多不方便使用有線網絡的用戶帶來了方便，但是苦惱常常也伴隨發生。由於環境的複雜讓無線網絡的信號就象天氣一樣難以琢磨，信號差、經常掉線是家常便飯。於是乎就有網友就在他本本無線區域網網卡上串接了一個無線信號放大器，這個東西增加無線設備的輸入輸出信號強度，雙向放大。使用效果比單獨用高增益天線還強很多，下面就是具體的測試的截圖和介紹。

　　測試設備包括筆記本1臺，帶SMA天線接頭的筆記本無線網卡1片，2db小天線1隻，信號放大器1隻，無線路由器一個。測試分為兩個階段進行。

　　第一階段先測自家的信號，2.4G無線功率放大器接到帶SMA天線接頭的usb網卡上。usb網卡插在筆記本上，無線路由器距離測試點10米左右無阻擋。測試過程是先使用一條普通的2db天線接到usb網卡的天線上。筆記本端測試得到的信號強度是-50dbm，然後加上放大器測試的結果是-25dbm。該網友得出的結果就是此放大器的增強信號放大能力25db左右。以下是截圖(點擊圖片查看詳情)。

　　第二階段就是蹭別人家的網，首先他找了附近一個別人家的無線網絡信號，而且找的是一個特別微弱的。這樣更能體現效果。

 
網卡加裝放大器前後連接速度對比(點擊圖片查看詳情)

 
網卡加裝放大器前後ping值穩定情況對比(點擊圖片查看詳情)

　　通過他做的對比實驗我們看到，區別是明顯的。在測試過程中他還沒有使用到高增益天線，僅僅只用到了一根普通的2DB小全向天線達到很好的效果。那麼這種功率放大器是到底是個什麼樣的東西呢？它為什麼會有這麼神奇的效果？

　　以上是一個2.4G無線網絡 1W的ISM線性功率放大器電路圖（電子系的師兄師弟有福了）。我們可以看到，電路的關鍵部件就在其IC——RF2126上。其實這類IC還有很多，例如MAX2242、RF5152等等。它們在淘寶上也只售20元左右。有動手能力的朋友可以試試。

　　製做功率放大器時需要考慮許多因素，如：印刷電路板材料、接地方案、級間匹配/輸入輸出阻抗匹配、瞬態穩定性和散熱處理等。印刷電路板材料一般選擇FR4或G-10，這類材料適合工作頻率低於3GHz的大多數低成本、無線應用。

　　RF功率放大器設計中還要關注瞬態穩定性問題，高增益多級放大器容易受到反饋的影響，這種反饋是由輸出信號耦合到輸入通道引起的。電路會在相位差達到180度的頻點發生振蕩。為了使輸出耦合到輸入的RF信號最小，建議RF信號走線儘可能短，以減小天線效應。電路板接地不良也會引起振蕩，PA的大電流流經阻抗不為0的地線會將電壓差和注入噪聲引入地線系統。

　　此外功率電晶體的集電結需要耗散大量功率，耗散功率表現為熱量，這會使結點溫度上升。但是結點溫度TJ不能超過額定值TJmax；否則電晶體可能永久損壞。即便不出現突然失效的情況，長期可靠性也會受到影響。所以大家在製作這類放大器時一定要做好散熱設計。

　　編者的話：談了這麼多無線信號放大器的優點，我們再來說說它的危害。什麼叫危害呢？不是非要等到你開始一把一把掉頭髮才算危害的。這類大功率的設備，我們一直以來都只在室外使用，畢竟發射塔在高處，隔我們還有一定距離，電磁波在空中又是呈幾何級衰減。但是現在越來越多的朋友把它裝在了自家臥室或客廳的無線路由器及電腦無線網卡上，這就讓我們不得不擔心了。如此近的距離。這麼高的功率，再加上有些傢伙偷點懶24小時路由器不關機...

　　在這裡我們也要呼籲那些無線路由器生產企業。在為大家考慮信號強度的同時也能考慮大家的健康問題，在無線路由裡增加發射功率調節控制功能，讓那些居家使用，用不著這麼強悍信號的普通網友能放心使用。

　　小常識：目前市面上出售的串接式功率放大器只支持802.11b/g，暫未看到有支持802.11n的放大器。另外，購買放大器、天線、無線路由器等，大家一定要買同頻率的，別買錯了。特別是天線，別看外觀都一樣，其實它們的工作頻率是不同的。802.11a要使用5G的放大器。

　　避雷保護措施：這類高功率無線設備如果在雷電發生時的平原空曠地帶或高處使用，它就像是一個引雷器。所以請大家一定要作好避雷措施。

　　鵲巢鳩佔本就不對，如果您還反客為主用別人家的無線網絡拼命下載或BT，搞的主人都用不了，人家把無線功能關閉，那最後就是一拍兩散，誰都玩不成。所以我們也呼籲大家文明蹭網，合理利用來之不宜的共享資源。