超能课堂(276)：WiFi路由器中的主动式天线很厉害吗？

在之前的《超能课堂(271)：拆掉路由器上的天线，我们的WiFi还好用吗？》中我们给大家简单讲解了WiFi天线的作用，以及没有WiFi天线对我们的无线网络会造成什么影响。从我们的测试可以得知，虽然多数WiFi天线的结构非常简单，但没有了它们路由器的网络覆盖会大打折扣，因此哪怕WiFi天线只是一小段铜线或者只是一小块覆铜PCB，该接上天线的还是得接上天线，不能为了外形好看就自行拆除。

不过如果你认为路由器上的WiFi天线都大同小异，都是一块铜片或者一段铜线的话，那你就小看WiFi天线了。虽然我们常见的天线在本质上确实都是一块铜片或者一段铜线，只是根据增益需求的不同而做成了不同的造型，但这种天线并不是WiFi天线的全部。在路由器中还有一种天线，其有着完全不同于常规天线的结构，可以提供更强的增益能力，而且信号底噪也优于常规天线，那就是传说中的“主动式天线”。

什么是主动式天线？

主动式天线也叫作有源天线，与之对应的则是被动式天线，也就是无源天线。这两种天线有什么区别呢？从最直接的区别来看的话，那就是主动式天线是需要供电的，因此是“有源”，而被动式天线则是不需要供电的，所以是“无源”。更深入一点的区别则是，主动式天线抗干扰能力更强，信号底噪更弱，有利于提供稳定的连接速率和更大范围的信号覆盖，但由于需要进行供电，因此多数情况下需要配套使用，一般不能自行更换；而被动式天线的增益是无差别的，无论是有效的网络信号还是信号中的底噪都会被同等增强，因此信号的有效增益和天线的理论增益并不一定是线性关系，然而其胜在结构简单且无需供电，只要有相应的接口就可以自行更换。

这两种天线的结构差异只需要简单的拆解就会很清晰的展露出来，被动式天线本质上就是一个金属块，当然形状上会根据实际需求有所变化，比较常见的是螺旋弹簧型或者是金属管，有些甚至只是一根铜线，因此被动式天线完全可以自行更换，从低增益型换为高增益型，以获得更广阔的信号覆盖范围。

而主动式天线则是包含有功率放大器以及低噪声放大器等电子元器件，并不仅仅只是简单的金属块，因此必须配备相应的供电线路，让功率放大器和低噪声放大器等元器件可以正常工作，同时设备内部也要有配套的电路来对天线进行数据信号的传送。也正因为如此，主动式天线基本上都是不能自行更换的，即便是换也是同款替换，不然容易引发兼容性问题，反而无法正常工作。

主动式天线相比被动式天线有什么优势？

从功能上说，主动式天线和被动式天线并没有本质的区别，都是起到信号增益的作用，但是从增益幅度上来说，被动式天线是比不上主动式天线的。常见的被动式天线在增益上只有3dBi到5dBi，而且增益能力越强，天线的体积往往也越大，例如市面上有些号称增益能力达到10dBi的被动式天线，其长度就明显长于我们常见的5dBi增益天线。

而主动式天线由于自带功率放大器以及低噪声放大器，因此其增益能力非常厉害，以网件R9000上的主动式天线为例，其增益能力号称可以达到26dBi的水平，同时还自带有收发时序控制的功能，信号覆盖以及信号底噪也要优于常见的被动式天线。

然而这些优势只是停留在天线上，如果放到整个路由器中，可能就不一定有明显的效果。由于主动式天线自带功率放大器以及低噪声放大器，因此采用这种天线的家用级路由器往往不配置相应的电路，直接通过天线进行信号增益；而被动式天线的增益幅度虽然小，但是采用这种天线的路由器多数会配置额外的功率放大电路和底噪过滤电路，因此实际的信号覆盖以及抗干扰能力并不见得比主动式天线产品低。

为什么主动式天线在家用路由器上得不到普及？

其实早在WiFi 5的时代主动式天线就已经崭露头角，网件在R8500和R9000的宣传上就使用了“主动式天线”、“有源天线”的字眼，当时可以说是抢足了眼球，也获得了很多玩家的认可。然而后续的产品里我们却很少再听到类似的说法，感觉R8500和R9000就成了第一代也是最后一代使用主动式天线的家用级路由器。那究竟是因为主动式天线没有实际作用，还是说主动式天线已经成为主流，没有进一步宣传的价值呢？

采用被动式天线的路由器同样具备功率放大器和低噪声放大器等相关电路

实际上我们这里所说的“主动式天线”和“被动式天线”只是针对天线本身而言，但天线不管是放在无线网卡上还是放在无线路由器上，其往也只是某个整体的一部分。主动式天线虽然自带有功率放大器以及低噪声放大器等电子元器件，但很多搭配被动式天线的路由器其实也有相应的电路， 只是位置不在天线，而是放在主PCB上，如果画成电路原理图，其实跟采用主动式天线的产品是基本一致的。

在网件R8500和R9000上使用的主动式天线就是这样的情况，实际上其只是将原本布置在PCB上的部分电路转移到了天线上，虽然可以带来信号上的优化，但相比采用被动式天线的同级产品并没有足够的性能优势，甚至是让路由器的结构变得更为复杂。因此在经历了这次尝试之后，网件在WiFi 6时代的路由器又回到了成熟的“被动式天线”上，随后推出的产品在结构上自然变回了大家熟悉的设计。

因此对于家用级路由器而言，主动式天线以及被动式天线之间的差异远没有大家想象的高，前者更多地还只是一种尝试，并没有真正作出突破，而后者也没有形成使用上的瓶颈，无论成本还是实际效果都仍然让人满意。这就是为什么如今主动式天线在家用路由器中仍然没有广泛使用，被动式天线依然是绝对主流的主要原因。当然我们也不能因此就认为主动式天线没有价值，只能说我们现在家用路由器上的“主动式天线”只是名义上的，还算不上真正意义的主动式天线。真正意义上的主动式天线或者有源天线多数都应用在行业级产品中，例如我们的4G/5G无线****，这些****上的主动式天线可不仅仅用于功率放大或者是噪声过滤等基础功能，有些甚至具备一定的数据信号的处理能力，技术含量比我们家用级路由器上的“主动式天线”高出不少。