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Wifi信号2.4G和5G那个穿墙好

Wifi信号2.4G和5G那个穿墙好
Wifi信号2.4G和5G那个穿墙好

首先,电磁波的反射、衍射、折射这些个概念我就不赘述了,不懂得自己找高中老师去;

此外附加一点电磁波谱:

Wifi信号处于FM广播和可见光之间。

下面开始正文:

Wifi信号的波长大约是厘米级的,如果路由器和手机之间的墙上没有门窗,那么可以很明确的告诉你,这个波长厘米级的波,在一堵几米宽几米高的墙这是不会发生任何衍射的!所以那些信口开河用“波长越长越容易衍射”来敷衍这个问题的傍优,just stop kidding!

那么看来信号是”穿”过来的喽?应该也没有什么别的解释了(先别逼逼说什么经过N次反射然后通过门窗进来或者通过门窗缝衍射进来的,因为那些根本讲不清)

让我们姑且认为是“穿墙”过来的,那么有些会思考的人就会问了,是频率越高,穿透力越强还是反之?

这个问题,其实也是本次我提问的核心,但是我们通常会结合可见光和x射线的一些表现,来验证咱们的假设或者判断,到底是频率高的容易“穿透”还是频率低的容易“穿透”呢?

我一开始是这么想的:

如果频率高的能穿透,那么x射线能透,可见光不能透,这样推倒,那频率比可见光低的wifi信号更过不了了呀,

可是为啥隔墙能收到??难道真是别的原因?

那换一下,假设频率低的能穿透,那么为什么x射线能透,可见光却透不了???

问题出在哪?波粒二象性!!!这个名词是不是很熟??没错,各位高中应该都听过这个词,但是基本和我一样快还给老师了~~

可见光,是很特殊的一种电磁波,它具有玻璃二象性。所谓二象性,是指两种表现现象,哪两种?波动性和粒子性。至于为什么会这样,我觉得,名字就告诉我们先不要细究了,“二象性”就是两种实现现象特性,都说是实验现象,所以一开始也是大牛们实现总结出来的,所以我们也不用细究了。

当频率很高,高过可见光不少时,电磁波主要表现为粒子性,所以基本都叫射线,同志们暂且想象做子弹吧,此类射线的波长很小,基本是小于一般物体内的分子间隙了,和许多物质的分子原子量级相当,这样当这类射线穿透物质的时候,类似于玩具枪的塑料子弹大小的东西穿过一层层珠帘,碰不上珠子的就穿过去了,碰上的变个方向估计也能过去,还有些过不去,但是每一个穿过去的子弹,速度基本上是没损失的,所以,穿过去的“能量比”就取决于多少被珠帘拦下来了,所以频率越高,子弹越小,越不容易被拦下来,穿透率越高;

对于频率小于或接近可见光的电磁波,它的波长长一些,可见光一般是分子间隙的几百倍,wifi信号就更不用说了(几cm呢),这个靠粒子性是肯定过不去了,那就只能靠波动性来传播。所谓靠波动性传播,就是相当于带着阻碍物质(或者传播物质)一起“振”,然后靠着这些中间兄弟的“电磁振动”把“节奏”待到“对面”去,大家都知道带人玩儿是要付出代价的,电磁波说白了是能量,这股“劲儿”在物质里传播是要损耗的,至于损耗的多少,就看“劫匪”们的脾性了,有的喜欢美女,有的喜欢鲜肉,有的爱财,有的好色,不同物质对电磁波的吸收率是不一样的。这也就是为什么,同样是固体,玻璃透光,大理石不透光,同样是液体,水透光,墨汁很难透光。这个甚至暂时能解释为什么墙壁不能透光却能透电磁波,不过我觉得,这样结束本文的话大家一定感觉意犹未尽。

毕竟,我们不能说墙壁就喜欢损耗5G信号或者墙壁就喜欢损耗2.4G信号,我们试图希望得出一个类似“频率和传播损耗之间存在关系”的结论。

那么,我们就把“劫匪”固定——混凝土墙壁不带钢筋,很明显这个“劫匪”绝对不会让可见光过去的,这取决于混凝土的物质特性,所以我们的比较对象就是波长大于红外线的电磁波(wifi信号,FM)了。

那么在这一类电磁波中,到底是波长长不容易损耗还是波长短不容易损耗呢??

鄙人不才,只能求助网上各种大神了,发现写得都不靠谱,倒是发现几篇paper,就截取里面的几张图吧:

相信这个作者即使数据作假也不会违背他的专业基本常识的,从他的图中很明显看出,频率高的电磁波衰减大!30cm厚的混凝土墙,2.4G的衰减差不多在-10到-15db之间,也就是10%-3%左右,5G的估计要到-25db左右了,约合0.3%;

从上面可以看出如果只考虑穿墙传播,2.4G貌似损耗更少,从而可以推理FM广播的穿墙传播能力更强,不过人家的波长都几米到十几米几百米了,基本上靠“绕”(绕射:如果障碍物尺寸远小于波长,则电磁波可以无视绕过障碍物传播)就能搞定了,如果真想验证这个结论,同志们可以跑地铁深处去收听个什么交通之身广播试试,我相信是能收到的~~

现在我们回头来问这个问题,在家里,到底是2.4G还是5G好。

首先,因为家里墙,家具,门窗的关系复杂,wifi的传播不一定是纯粹的穿墙,即使在没有直射路径的前提下,有可能有一部分信号会经过墙壁、壁板的反射再经过门窗或者门窗缝到达手机,那么这部分信号占比是主要的么?其实从上面的图大家也能看见反射的信息,基本经过一次墙面反射,电磁波的信号都会衰减很多,何况还要绕七绕八地到你的手机,而且我们可以看见,wifi信号穿墙过来的比率相比也不低(别看10-0.3%很小的感觉,其实已经不错了),所以我觉得,在一般没有直射通路的情况下,手机收到的wifi信号主要是穿墙过来的,至少在我家这个地势环境下,通过反射至少要反射两次并穿过一扇门或者通过门缝衍射~~况且墙壁也不是电磁波的良反射体(金属

是良反射体);

那么我们最初的问题就是,对于穿墙而言,是2.4G的wifi强还是5G的wifi强?

这里面也许大家会混淆一个问题:强是什么意思?

其实我们想要的,是网速快、信号稳定!

我们平时说的“电磁波频率越高能量越大”其实是有误区的,准确来说:电磁波传播的能量只能是某一个数值的倍数,这个数值就是E=hv,h为普朗克常量,v为电磁波频率.因此只能说是频率越大,所传播的每一分能量越大.事实上只要加大功率,即使频率很低,所能传递的总能量也会很大;所以5G的信号强度和2.4G的信号强度,只取决于你路由器的各自功率,但是如果功率相同,5Gwifi信号穿过强的能量是要小于2.4G的wifi信号的,注意,这里说的是“能量强度”,这个数值,关系到的是你手机接收到的信号清晰度,也就是手机还原信号的难易程度,越弱的信号越难还原,也就是约容易“连不上”,从这个角度讲,2.4G的信号更稳定,这也就是为什么有同学回留言“2.4G的覆盖范围广”,这个同学看来还是有点专业的(哈哈,飞飞你说是不是?)那么是不是就是2.4G的好呢?其实,一般家庭环境,wifi信号的衰减还到不了“隔个房间就连不上”的地步,所以其实5G和2.4G都是可以轻松、稳定地连接上的,所以,我个人认为,我们可以不用考虑“稳定”这个因素,因为都足够稳定;

那么接下来就是哪个快的问题了,学通信的都知道,频率高的电磁波,可以承载的信息速率会大,我买的路由器的参数书上也印证了这一点:

所以如果无线路由都充分利用2.4G和5G的带宽满负荷发射的话,5G信号的“网速”应该是更快的,所以,呵呵,我的问题似乎没啥悬念了~~~~

感谢各位听我废话^_^

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