📡 第六章 高速普及的无线LAN及其基础知识
📄 一句话概括

EIRP 是「发射功率 + 天线增益 - 线损」,而它才是有法规上限的量。 换高增益天线不是「凭空变强」,是「把别处的能量挪过来」。

📝 本节和前面几节的关系

上一节讲「信道规划」,这一节讲「单台 AP 的覆盖边界」。 这一节要把「功率」「增益」「EIRP」「法规」四个概念理清。

一、EIRP 怎么算

EIRP(等效全向辐射功率)= 发射功率 + 天线增益 - 线损。 它是「朝最强方向看过去,等效于一个全向天线发多大功率」。

举个常见例子:发射 20 dBm、天线 5 dBi、线损 1 dB → EIRP = 24 dBm = 250 mW。

而中国的 2.4 GHz 室内上限大约是 20 dBm(100 mW):所以这台 AP 已经超了 4 dB。 而很多产品「出厂默认」就在超标边缘,因为「功率大」在消费者的直觉里等于「信号好」。

dBm 是对数单位,这一点要熟:+3 dB 是功率翻倍,+10 dB 是翻十倍。 所以「超 4 dB」= 「功率是上限的 2.5 倍」。

二、换天线不等于变强

天线增益不是「放大器」,是「聚光灯」:它把能量从一个方向挪到另一个方向,总量不变。

所以「5 dBi 换 8 dBi」的真相是: 正前方多 3 dB(距离增加到 1.41 倍),侧面与背面少 3 dB(覆盖变差)。 而如果法规按 EIRP 限,那么「换高增益天线」还要同时「调低发射功率」——净效果是「形状变了,总量没变」。

这就解释了两个常见困惑:「换了天线怎么有的房间更差了」(因为能量挪走了)。 「换了天线怎么没感觉」(因为调低了功率,EIRP 没变)。

所以选天线要看「方向图」而不是「增益数字」: 全向天线适合「房间中间」,定向天线适合「走廊尽头」或「室外桥接」。 而「增益越高越好」是一个流传很广的错误。

三、覆盖边界的三个约束

一、下行够不够:AP 的 EIRP 决定「能不能喊到终端」。 这一条通常不是瓶颈,因为 AP 功率往往比手机大。

二、上行够不够:手机的发射功率通常只有 15 dBm 左右,而且天线效率低。 所以「手机喊不回来」才是真实的覆盖边界。 这也是「满格但上不了网」的原因。

三、速率够不够:覆盖边界不等于「能连上」,而是「能以可接受的速率连上」。 信号再弱一点,速率就掉到 1 Mbps——这时「连上了」反而拖慢整个 AP。

所以「最大通信范围」要按「可用的速率」来定,不是「能关联」来定: 实际工程里按「−65 到 −70 dBm」画覆盖边界,而不是按「−85 dBm 还能关联」。 这个差别,就是「能用」与「显示连上了但打不开网页」的差别。

四、动手 Demo:EIRP 是怎么算的,为什么有法规上限

这段按「发射 20 dBm + 天线 5 dBi - 线损 1 dB」算 EIRP,再看 dBm 与毫瓦的换算, 以及换天线时的实际变化。

tx, gain, loss = 20, 5, 1
eirp = tx + gain - loss
P(u"  %d dBm + %d dBi - %d dB = %d dBm。" % (tx, gain, loss, eirp))
P(u"  折算成毫瓦:%.0f mW。" % (10 ** (eirp / 10.0)))

实跑输出:

--------------------------------------------------------------------
EIRP 是怎么算的,为什么有法规上限
--------------------------------------------------------------------
**天线辐射出去的等效功率叫 EIRP**,**它等于「发射功率 + 天线增益 - 线损」。**

**算一台常见 AP**:

  发射功率 20 dBm + 天线增益 5 dBi - 线损 1 dB = 24 dBm。
  折算成毫瓦:251 mW。

**注意 dBm 是「对数单位」**:**每加 3 dB 就是功率翻倍,每加 10 dB 就是翻十倍。**

  17 dBm =     50.1 mW
  20 dBm =    100.0 mW
  27 dBm =    501.2 mW
  37 dBm =   5011.9 mW

**中国的 2.4 GHz 限制(室内)大约是 20 dBm EIRP**,**也就是 100 mW。**
**所以上面那台 24 dBm 的 AP 已经超了 4 dB**——**而很多产品「出厂默认」就在超标的边缘。**

**换天线能不能变强**:

  增益 5 dBi → 8 dBi:EIRP 从 24 到 27 dBm,多 3 dB(功率翻倍)。
  但增益是「把能量往一个方向集中」,不是「凭空变大」。
  所以换高增益天线,覆盖范围变成「更远但更窄」。

**这一点最容易被误解**:**「换个天线信号更强」的真相是「把别处的能量挪过来」**,
**原来能覆盖的侧面反而变差了。**
**而在法规层面,EIRP 才是被限制的量,不是发射功率。**

「24 dBm = 250 mW,而 20 dBm = 100 mW」这一组换算要会: 因为「4 dB 的差别」在直觉上很小,实际是 2.5 倍。 而对数单位的所有「小差别」都是这个性质。

注意「换天线是聚光灯不是放大器」这个比喻:它一次解释了两个困惑(有的房间更差、没感觉)。 而这两个困惑恰恰是「换天线」最常见的两种反馈。

最后那句「按 −65 到 −70 dBm 画边界」是最实用的一条: 因为它对应的不是「能连上」,是「能用」。 而「按 −85 dBm 画」得到的覆盖图,看起来很大,实际全是「连上打不开」。

30 秒实验

  1. 查一下你路由器的发射功率设置,是 100% 还是可以调。
  2. 算一下:3 dB 的增益,距离能远多少倍?
  3. 想一想:为什么「用了高增益天线」有时反而更差?

常见误区

  1. 以为天线增益是放大信号。它是重新分配方向,总量不变。
  2. 以为功率越大覆盖越好。有法规上限,而且会增加干扰。
  3. 以为「能连上」就是「覆盖到了」。要看能不能跑到可用速率。
自测三问(点开对答案) 1. EIRP 的计算公式是什么? —— 发射功率 + 天线增益 - 线损,单位 dBm。 2. 为什么换高增益天线不等于变强? —— 增益是把能量从一个方向挪到另一个方向,总量不变,侧面反而变差。 3. 覆盖边界为什么按 −65 到 −70 dBm 而不是「还能关联」? —— 因为要的是「能跑到可用速率」,而不是「显示连上了但打不开」。

下一节:学会读无线产品的规格书。

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