Если найденные прямоугольные структуры на плате таки есть вторая антенна
Разумеется, это она.
1) Куда она светит? "Гантелей" перпендикулярно плоскости платы? Было бы логично прикрыть подслеповатые "полюсы" штыревой антенны, особенно в частном доме с тремя этажами и подвалом...
Поскольку форма её не является регулярной, а представляет собой набор проводников произвольной длины и ширины, вряд ли можно достаточно точно прикинуть её ДН "на глаз". Думаю, тут и математика не всякая справится. Ну, для начала в первом приближении считайте её шаровой. Паузы штыревой она при этом заполнит при любом наклоне штыря.
2) В каких пределах обычно находятся КУ таких антенн на плате? Предположу, что он очень малый.
Правильно предполагаете. Вряд дли там даже 5 дб есть.
3) Если отвинтить внешнюю штыревую антенну на 5dBi и прикрутить "хлыст" на 8-10dBi, электронику на плате не стошнит от такого издевательства?
Абсолютно не стошнит, я такое не раз делал. Надо только по возможности точнее согласовать антенну с кабелем 50 ом, чтобы не допустить стоячих волн. Ну и расположить новый штырь так, чтобы максимально эффективно использовать его блинообразную ДН, а в тех направлениях, где она имеет провалы, понадеяться на слабенькую встроенную.
