在？我WiFi怎么又没了？？？
张沛锦中科院物理所2019-11-14 10:57:56转自公众号：石头科普工作室http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI0MDczNzQ3Nw==&mid=2247486670&idx=1&sn=978508a6e359fa17dd78ff9818ad1004有一个世纪难题一直困扰着广大新时代群众们——为啥我的WiFi又又双双叒叒叕叕没信号了——？？？！！！？？？！
！！碰到这种情况第一件事当然是——小王小王————！！！！！！啥事啊张叔叔？小王啊，你来帮我看看，我这WiFi咋又没信号了啊？嗨，叔，这您可问对人了。我最近就在看这个呢。我跟您说啊，理论上来说呢，接收到的WiFi信号强弱可以由发射器发射功率以及发射波束形状决定。
发射功率呢，是这样的：因为电磁波的能量来自于发射器，电磁波的能量可以由电磁波强度I来描述，I表示为能流波印廷矢量S在一个震荡周期内的平均对于电磁波可以用正弦余弦来描述E和B，以及考虑均值cos^2 = ½，有：其中E0和B0是电磁场中的电场分量和磁场分量的波动的振幅。所以能量和振幅是平方关系，发射器的发射能量升高4倍的结果，就是所发射的电磁波的场分量变成原来的2倍，是非常直接的关系。
参照这个关系，在WiFi信号弱的时候提高发射基站的功率就可以达到让接收到的信号变强。啊……抱歉抱歉，嗨，您看我这一激动。这就是说啊，这是路由器的锅。这路由器啊，太菜啦，这个嘛，咱也无能为力。那咋办呀？总不能让这WiFi就一直这样下去啊？当然当然。
除了这个发射功率呢，发射的方向性也会很大的影响空间中的电磁波的强度，即使是对于一个理想的偶极振子，在空间中发射的电磁波也不是各向同性的：也就是所谓发射天线在不同的方向有不同的增益，在不同方向的不同增益信息叫做天线的波束形状（beamshape）。
对于普通的天线波束的形状可以非常复杂：通常把增益最强的部分称作主瓣（main lobe），旁边不强的是旁瓣（side lobe），主瓣背后的是背瓣（back lobe）。打个比方，就好比家里的电风扇，正面的风是最强的，背面就很弱，而侧面几乎就没有风了。哦哦，原来是这样。那我继续说。我们平常能看到的天线形状有很多是大锅:这个就是为了通过汇聚波的方式增加主瓣的占比。
这里需要提到一个定理：天线互易定理，讲的是A天线发射B天线接收得到的信号效果（比如信噪比）和B天线发射A天线接收得到的效果是一模一样的，以下图示可以描述：也就是说，定向接收能力强的天线，定向发射能力也强。考虑到这个互易定理，换一个更灵敏的天线也可以达到得到更高信噪比信号的目的。什么意思？换手机。哈哈，开玩笑开玩笑。虽然换手机也可达到这个目的，不过其实有一个更简单的解决方案。
对于两个相同发射功率但是不同波束形状的天线，接收者所能接收到的波动肯定是不一样的。从这个角度看，除了发射功率，发射天线的波束形状（beam shape）也能影响发出电磁波的强弱。说人话。也就是像大型天线那样，自制一个“锅”啦~这样一个小小的操作，就可以大幅提高WiFi体验~原来如此原来如此~我这就去试试！今天可真是多谢你啦！嗨，小事情~对了，那个“锅”要记得装在主瓣而不是旁瓣方向啊！
知道啦~下次再见啦小王！友情出演：不愿透露姓名的博士小王谢邀，人在医院，刚完sem，心情稳定。不是假发，真的没秃，无可奉告。热心的吃梨群众隔壁老张少年，吃梨不？END来源：石头科普工作室编辑：米老猫