90°波束宽度的天线,半功率角是±45°,垂直向下安装时地面覆盖半径约等于挂高:挂在3m高、正下方照,地面上大约能覆盖半径3m的一个圆。挂高每翻一倍,边缘距离就多约6dB路径损耗,所以不是越高越好。俯角的作用是把波束中心对准作业带的中心,不是对准最远端;压得过大等于把边缘当中心,近端反而掉到波束外。装完用近点、远点、边缘三点同时测RSSI与吞吐,三点都达标才算布置成立。
天线挂高是产线无线通讯里最容易“凭感觉”决定的一个参数:装低了怕挡、装高了怕不够,最后往往往最高处一挂了事。其实 90° 波束的天线有一个很好用的几何关系,算一下就知道该挂多高。
5G WiFi 产线通讯天线的波束宽度是 E 面与 H 面均 90°±9°,换算成半功率角就是偏离中心轴 ±45°。天线垂直向下安装时,波束边缘与中心轴的夹角是 45°,落到地面上的半径就是:
R ≈ h × tan45° = h
也就是挂 3 m 高,地面覆盖半径约 3 m(直径 6 m);挂 4 m,半径约 4 m。实际会因 ±9° 的波束公差、地面反射与设备遮挡略有出入,但量级足够用来定高度。
5.8 GHz 的自由空间损耗大约是每米 47.7 dB 起算,距离翻一倍加 6 dB。挂高从 3 m 提到 6 m,边缘距离从 3 m 变成 6 m,边缘电平就低 6 dB;为了补这 6 dB,要么靠天线增益(这根天线是 4 dBi,没有余量),要么靠 AP 加功率(受法规与近端饱和限制),要么就只能接受边缘临界。挂得越高,波束还越接近水平掠射,容易被货架、机台、桥架切出条状盲区。
如果天线不是正对作业带中心,而是装在侧面墙或立柱上,就需要用俯角把波束中心“推”过去。俯角的几何关系是:
β ≈ arctan(d / h),其中 d 是天线正下方到作业带中心的水平距离,h 是挂高。
举例:挂高 3 m,作业带中心在水平方向偏出 1.5 m,俯角约 arctan(0.5) ≈ 27°。工程上常见的做法是 0–20° 的轻微下压,配合支架上的角度刻度一次调好、拍照留档。俯角不是越大越好:压 45° 意味着波束中心打在地面半径等于挂高的位置,近端(正下方)就落到半功率角之外了。
不要只在天线正下方测一个点——那里永远是最好的。至少取三类点位:近点(正下方或最近的工位)、远点(覆盖边缘最远的工位)、边缘点(波束 45° 边界附近的工位),每点同时记录 RSSI 与吞吐。三点的判定口径要和产线实际业务匹配:设备通讯看的是丢包与重连,不只是信号强度(点位选择见覆盖验收点位怎么选)。
误区一:挂最高,“看得远”。天线不是灯塔,波束有角度、路径有损耗,挂高超过作业带半径之后,多出来的高度只是在增加边缘损耗。
误区二:用俯角解决所有问题。俯角只能挪动足迹中心,不能扩大足迹。覆盖不够的根因通常是挂高与作业带尺寸不匹配,或者金属遮挡,压角度解决不了。