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2013-06-06 00:16 出处：其他作者：EXIT 责任编辑：shengyongzhen

写在前面

　　承接“真正的电子狗泰国把宠物当免费WiFi热点”第2页的“自制简易Wi-Fi信号放大器”←这是个老方法了，也有不少人质疑。这种放大器的缺点在于，仅弧形铝皮焦点附近较小区域内，信号才能得到增强，而且效果没预期的那么明显。另外一种比较流行的做法是用漏勺作天线，这种方法在很多野外作业现场也会用到。不过这里还有一种用罐子的方法，也比较简单，现在就分享给大家。

　　声明：文章由果壳网编译自外媒，原文在此，略作改动。

■波导原理

　　我们要做的金属罐天线是一个引导电磁波向指定方向传播的通道，也就是我们熟悉的波导原理。波导里，电磁场只能以特定的模式存在。那些最好的波导里只容许单独一种模式，因为不同的模式在波导中以不同的速度传输，这会引起散射，信号的脉宽会扩展，使接收变得困难。同时不同的模式也有不同的辐射方向，下面展示的是一种横向电场（TE）和一种横向磁场（TM）模式——圆形波导中的主要模式。

t3-01

　　首先，我们拿TE11模式做个例子（这种模式在圆形波导中占据优势地位），下面是波导的侧视图和馈线。灰色的矩形是罐子天线，小的绿色馈线里的中心导体伸入罐中。一旦它离罐底1/4驻波波长，就会激发出TE11模式：图中电场用红色画出，磁场用蓝色。

　　假设你从罐形天线的底面而不是底部附近接入馈线，这会激发和上面不同的另一种模式，这就叫做TM11模式。

t3-02

■参数计算

　　就像上面说的，在波导天线中只希望激发单一的TE模式（这决定了需要采用从罐壁伸入馈线的设计）。对此可以选择合适的金属罐，它的直径刚好容许TE11模式生成但是能够禁止TM01模式。

　　考虑到我们的WiFi频率大多数在802.11网络，比如808.11b/g的2.4GHz频段，808.11n的2.4和5GHz频段，但是长距离传输时还是2.4GHz信号较强。为了简单起见，只考虑常用的频带在2.412~2.462Ghz的808.11b/g无线网络。对于这一频带需要在设计金属罐天线时让TE11模式在2.412GHz时即能激发，并且在2.462GHz工作时仍不会激发TM01模式。

　　那么，到底罐子的直径和馈线位置到底如何计算，往下看吧。

#SPOT LIGHT# 以后，我们的文章会开辟精彩推荐SPOT LIGHT小栏目，旨在增强阅读性。

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■罐子直径和馈线位置

　　首先是罐子的合适直径。

　　TE11模式会在f = 2.412GHz > f_cutoff = 2*c/(3.41*D)时被激发
　　TM01模式则在f = 2.462GHz

　　所以我们需要计算f_cutoffTE11，由此解出罐子直径2.87英寸（约合7.29厘米）。

　　接下来我们需要计算馈线的位置。

　　一般来说这里的直径下限比较重要。罐子需要比7.29厘米大才能在2.4G下有效工作，而上限虽然有些影响，但并不是天线能否工作的硬性限制。

　　之前提到过，为了激发TE11模式，馈线应该安放在1/4波长的位置，而整个罐形天线的长度是3/4波长。在开放空间里，只需要将光速c除以频率就可以得到电磁波的波长，但是罐形天线内部情况有些变化，这里的驻波波长需要按照下式计算：

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