antenna-database

一个系统化、经验测量的WiFi天线数据库，用于wardriving和RF监测应用。所有天线均使用LiteVNA 64矢量网络分析仪和标准化方法进行表征，并使用Biscuit Ultra wardriving设备进行现场测试。

A systematically and empirically characterized WiFi antenna database for wardriving and RF monitoring applications. All antennas were characterized using a LiteVNA 64 Vector Network Analyzer and standardized methodologies, and subjected to field testing with Biscuit Ultra wardriving devices.

原始信息汇总

数据集概述

该数据集是一个系统化、基于实测的Wi-Fi天线数据库，专为战争驾驶（wardriving）和射频监控应用设计。所有天线均使用LiteVNA 64矢量网络分析仪，按照标准化方法进行表征，并通过Biscuit Ultra战争驾驶设备进行了实地测试。

当前数据状态

• 阶段1： 包含初始测试结果，测量值从NanoVNA-App显示屏直接读取并手动记录。谐振频率和SWR值精度在典型标尺读数精度范围内（~1-2 MHz，~0.005 SWR）。尚未提供原始S1P数据用于独立验证。
• 阶段2： 正在进行中，将使用完整方法论对所有天线重新测试，包括每根天线每个频段的S1P导出、CSV扫描和PNG图表，并一致应用6"x6"钢接地平面协议。结果将提交至 vna_data/ 目录。
• 阶段间比较： 有意设计用于一致性检查和增强严谨性，接近的结果可验证原始测量和方法论，重大偏差将被记录和调查。

数据集内容

目录	内容
methodology/	完整的测试方法论文档（VNA及实地测试）
vna_data/	每根天线的原始S1P导出、CSV扫描和PNG图表
wardriving_logs/	实地对比测试的Biscuit Ultra CSV日志
database/	包含所有结果和评估结论的天线主数据库CSV文件
scripts/	用于分析S1P文件和战争驾驶日志的分析脚本

测试天线

覆盖80多根天线，分18个批次，包括：

• 2.4 GHz单频段棒状天线（HF, TC, AL, SB批次）
• 双频段2.4+5 GHz棒状天线（BFD, BPi, RED, BF, PB, D3批次）
• 三频段2.4+5+6 GHz天线（SF批次）
• LoRa 915 MHz天线（LR批次）
• LTE宽带天线（LTE批次）
• GPS L1天线（GPS批次）
• 磁吸安装式电缆天线（BF-Cable批次）
• MIMO路由器阵列（MIMO2, MIMO3批次）
• 特种天线（ZBM2 BLE/GPS, Bolton Dart）

关键发现

• 最佳2.4 GHz单频段天线： TC-01 (TECHTOO 9dBi) - SWR 1.001，谐振于2446 MHz，中心频率精准。
• 最佳5 GHz覆盖天线： RED-01/RED-02（扁平桨状偶极子） - 5 GHz带宽最宽，在5150–5850 MHz范围内表现良好。
• 最佳双频段短棒天线： BPi-01（Banana Pi路由器天线） - 2.4 GHz下SWR 1.026，5 GHz下SWR 1.141。
• 最佳LoRa天线： LR-02（Slinkdsco 5dBi N型公头） - 898 MHz下SWR 1.012，符合规格。
• 显著失败案例： D3批次（3dBi双频段短棒天线） - 两个频段均偏离目标频率200+ MHz。Bolton Dart / Taoglas GW.05 - 自由空间下SWR为3.0，需要金属底盘接地平面。

方法论概要

• VNA测试： 使用LiteVNA 64配合NanoVNA-App，每个频段范围分别校准。单极/短棒天线使用6"x6"钢接地平面。每根天线每个频段导出S1P、CSV和PNG。
• 实地测试： 使用Biscuit Ultra（固件v1.4.1+），RSSI阈值默认设为5。待测天线连接ESP32-C5 SMA端口，ESP32-WROOM SMA端口连接50欧姆终端。每次运行5分钟，交替进行A/B/A/B/A/B序列。主要指标：唯一BSSID数量且中位RSSI <-80 dBm。

文件命名规则

• VNA S1P文件： {BATCH}-{ID}_{FREQ}MHz.s1p （例如：HF-01_2400MHz.s1p）
• 战争驾驶日志文件： {ANTENNA_ID}_run{N}_{YYYYMMDD}_{HHMMSS}.csv （例如：TC-01_run1_20260520_140000.csv）

硬件信息

• VNA： LiteVNA 64
• VNA软件： NanoVNA-App v1.1.208
• 实地测试设备： Biscuit Ultra（固件v1.4.1）
• 接地平面： 6" x 6" 钢板
• 校准套件： SMA SOLT标准件

贡献与许可

• 贡献： 欢迎通过PR提交按照相同方法论测试的天线数据，包括S1P文件、战争驾驶日志和数据库CSV行。
• 许可： MIT许可，详见LICENSE文件。引用时请注明仓库。

搜集汇总

数据集介绍

构建方式

该数据集源自一项系统性的WiFi天线实证测量工程，由研究者融合标准化矢量网络分析仪（VNA）测试与实地驱车测量（Wardriving）两种手段构建而成。VNA测试阶段，所有天线均采用LiteVNA 64设备，依据频率范围配置独立校准方案，并严格遵循6英寸×6英寸钢质接地平面协议，针对单极子与短棒天线进行表征。测量结果以S1P、CSV及PNG格式逐天线逐频段导出。实地测试则借助Biscuit Ultra设备，通过交替比较实验设计，以唯一BSSID数量及中位RSSI作为核心指标，最终将全部数据整合至主数据库CSV文件中。

使用方法

使用者可通过Python环境快速调用数据分析脚本。对于VNA的S1P文件，首先安装scikit-rf、numpy、pandas及matplotlib库，随后运行analyze_antenna.py脚本，支持单文件分析并绘制图表，亦支持批量处理并输出CSV结果。对于Biscuit Ultra的驱车测量日志，则使用analyze_wardrive.py脚本，既可分析单次运行数据，也能通过--compare参数对比两款天线各自三次运行的结果，并自定义标签。所有原始数据按天线批次分组存放于vna_data/目录，驱车日志存放于wardriving_logs/，主数据库则位于database/下的CSV文件中，便于直接查询与二次分析。

背景与挑战

背景概述

antenna-database数据集由研究者fusedstamen创建，旨在系统性地构建一个经过实证测量的WiFi天线数据库，以支持wardriving（战争驾驶）和射频监控应用。该研究利用LiteVNA 64矢量网络分析仪，采用标准化方法对80余款天线进行表征，涵盖2.4 GHz、5 GHz、6 GHz、LoRa 915 MHz、LTE及GPS等多个频段，并通过Biscuit Ultra设备进行实地验证。该数据集填补了社区缺乏系统性天线性能对比数据的空白，为无线安全评估、射频工程及物联网部署提供了可靠参考，对推动wardriving工具优化和天线选型具有显著影响力。

当前挑战

该数据集面临的挑战包括：领域问题方面，wardriving和RF监控应用中天线的实际性能往往偏离标称参数，用户缺乏统一、可重复的实测数据来指导选型，导致部署效率低下。构建过程中，第一阶段测试采用手动读取VNA标记值的方式，未导出原始S1P文件，数据精度受限于人工操作；第二阶段虽引入完整方法论（S1P导出、CSV扫频及PNG绘图），但两阶段数据的一致性验证和差异分析仍需系统化处理。此外，天线类型多样（如贴片天线、MIMO阵列等），不同天线对地平面敏感度差异大（如Taoglas GW.05需金属底盘接地），如何标准化测试环境并确保结论的推广性是持续挑战。

常用场景

经典使用场景

antenna-database数据集为无线通信领域的射频性能评估提供了系统化的实测基准，特别适用于WiFi天线在2.4/5/6 GHz频段、LoRa 915 MHz、LTE宽带及GPS L1等多频段场景下的驻波比、谐振频率和带宽特性分析。研究者可借助该数据集标准化测量协议，对比不同天线拓扑结构的阻抗匹配与辐射效率，从而优化无线网络覆盖与链路质量。

解决学术问题

该数据集解决了学术界长期缺乏统一规范的天线实测数据库问题，通过LiteVNA 64矢量网络分析仪与Biscuit Ultra实地驱车测量的交叉验证方案，为天线选择、射频前端设计及传播模型校准提供了可复现的定量依据。其揭示的Taoglas GW.05天线自由空间驻波比失效等案例，直接挑战了业界的经验认知，推动了便携式天线理论与接地平面耦合机制的深入研究。

实际应用

在实际应用层面，该数据集直接服务于无线安全审计（wardriving）、频谱监测与物联网部署场景。安全研究者可利用其中80余款天线的实测性能指标，为便携式入侵检测设备选取最优收发组件；工程师则可依据实测数据优化WiFi路由器天线设计，或为LoRa/LTE网关选择匹配的户外天线，从而提升复杂电磁环境下的通信稳健性。

数据集最近研究

最新研究方向

antenna-database数据集聚焦于WiFi天线在战争驾驶与射频监控场景下的系统化实证测量，其前沿研究方向体现为结合矢量网络分析仪（LiteVNA 64）与实地测试（Biscuit Ultra设备）的交叉验证方法学。当前研究热点在于通过Phase 1与Phase 2数据对比，建立天线谐振频率、SWR值等关键参数的一致性检验机制，以提升射频测量的严谨性与可靠性。该工作的意义在于为无线安全社区提供首个开源、标准化的天线实证数据库，揭示了诸如Taoglas GW.05等在自由空间中SWR高达3.0的常见误区，有力推动了便携式战争驾驶设备的天线选型与性能优化，对射频监控领域的实践应用具有重要参考价值。