wifi基础(一):无线电波与WIFI信号干扰衰减呱唧呱唧网

无论是在产品开发还是在日常生活中,在使用无线网络的时候,都会经常遇到一些信号不好的问题,也会产生不少疑问:

要比较深入地去回答上面的这些问题,我们需要先回顾一下中学的物理知识,然后再对这些问题做解答。

人类对自然光的认识历史是一个循序渐进的过程,涉及哲学、物理学和人类科学技术的发展。

从上面人类对光的认识历史过程中我们可以知道:光是一种电磁波,它具有波粒二象性、直射、反射、折射、干涉、衍射、偏振、色散等特性

对电磁波的认识,可以拆开成电、磁、电磁波三个方面来看

电磁波是由变化的电场和磁场相互垂直并相互作用而产生的波动现象。它具有以下几个重要的特性:

这些特性使得电磁波在自然界和技术应用中具有广泛的作用,从无线通信到医疗成像,从照明到能量传输,电磁波无处不在。

波长(Wavelength):波长是电磁波中相邻两个波峰(或波谷)之间的距离,通常用符号表示。波长通常以米(m)为单位。波长决定了电磁波的空间尺度,波长越长,波的传播范围越大。

WiFi频率与波长的关系:波长=光速/频率

按照上面公式计算2.4Ghz与5GHz无线电波的波长分别为12.5厘米和6厘米。

在信号处理中,功率分为绝对功率和相对功率,绝对功率用dBm表示,相对功率用dB表示

绝对功率单位(dBm)

dBm是一个绝对单位,用于表示功率相对于1毫瓦(mW)的水平,当功率是1mW时,功率为0dBm。它们之间的关系式:

常用的一些关系值如下表:

WiFi信号强度的dBm(分贝毫瓦)范围可以用来评估信号的质量。一般情况下,信号强度的分类如下:

一般来说,-50dBm到-60dBm之间的信号强度被认为是良好的,能够提供稳定和高效的网络连接。

相对功率单位(dB)

dB(分贝)是一个相对单位,用于表示两个功率或电压的比值。它基于对数的计算,使得不同量级的比率更容易处理。

dB用于表示信号增益或衰减、滤波器的衰减、天线的增益等。

dB它提供了一种方便的方式来表示大范围的比率。在音频和无线通信中,有些信号值变化非常大。

比如一个信号从1mW衰减到0.00000001mW,因为0.00000001mW与0.0000001mW和0.000000001mW很难用人眼难区分开来,相应的,如果使用-70dB、-80dB、-90dB来区分就清晰很多了。

2.4G无线电波的波长约为12.5厘米,5G的波长约为6厘米。在同等信号强度下,为何波长越长,穿透能力越强呢?这里主要是与波的衍射和波与物质的相作用有关系。

衍射效应:当电磁波遇到障碍物时,波长较长的电磁波更容易绕过障碍物。这是因为长波长的电磁波具有更强的衍射能力,可以绕过障碍物继续传播,因此在复杂环境中,它们的穿透能力更强。

与物质的相互作用:物质内部的原子和分子在特定的频率范围内会对电磁波产生吸收或反射效应。短波长(高频率)的电磁波更容易被原子和分子吸收或散射,因为它们的能量更高,与物质的微观结构发生共振的概率更大。相比之下,长波长的电磁波(如无线电波)较少受到这种吸收和散射的影响,因此更容易穿透物质。

我们看下面路由器AP典型穿透的一个衰减值(经验值)

2.4GWiFi典型穿透损耗经验值

5GWiFi典型穿透损耗经验值

从上表可以看出,WiFi信号在穿过一堵混泥土墙后信号至少衰减10dB,参考功率倍数比,信号至少衰减了10倍。

同样的原理,在有些体育馆,它的无线信号AP是布置在座位周边,当人多的时候,因为人体主要由水和有机物组成,这些物质对电磁波有较强的吸收和散射作用,所以能搜索到的无线信号会变弱。

高频率的无线电波,如在2.4GHz和5GHz频段工作的WiFi信号,穿过人体时会有显著的衰减,典型的衰减情况是:

电磁波可以在真空中传播,传播的速度是光速,但是在空气中传播无线电波的信号强度会逐渐地衰减,这种叫做电磁波在自由空间中的路径衰减。

电磁波在自由空间中的路径衰减

电磁波在自由空间中的路径衰减(FreeSpacePathLoss,FSPL)是指电磁波在传播过程中,由于距离的增加而导致信号强度的自然衰减。

自由空间衰减不考虑任何障碍物、反射、折射或散射等因素的影响,仅仅是由于波前的扩散而导致的信号强度减弱。

它的计算公式是:

2.4GHz信号,在距离射频源50米位置的衰减值约为74dB2.4GHz信号,在距离射频源100米位置的衰减值约为80dB2.4GHz信号,在距离射频源200米位置的衰减值约为86dB

这里有个6dB法则:传输距离加倍将导致信号衰减6dB

之所以在户外iperf拉距测试中,每次测试数据都不一样,这与每次测试环境中的障碍物、无线干扰、气温、气压的差异都是有关系的。

蓝牙、WiFi和微波炉之间相互干扰的主要原因是它们都工作在相同的无线电频段,即2.4GHz频段

WiFi:大多数WiFi网络使用2.4GHz频段,虽然也有5GHz频段的WiFi,但一般5GHzWIFI都向下兼容2.4Ghz,支持802.11b/g/n协议

蓝牙:蓝牙设备也在2.4GHz频段工作,使用一种称为跳频扩频(Frequency-HoppingSpreadSpectrum,FHSS)的技术,以减少与其他无线设备的干扰。尽管蓝牙在频段内频繁切换频道,仍可能与其他在同一频段工作的设备产生干扰。

微波炉:微波炉加热食物时,会在2.4GHz频段产生强烈的电磁辐射。这种辐射可能会干扰在同一频段工作的无线通信设备,导致信号的衰减或中断。

为什么工作在同一个频段的无线信号就相互干扰呢?

这是因为无线电波相互干涉的原因

上图中两个波f(x)与g(x)它们相互干涉形成了紫色的波f(x)+g(x),改变g(x)的相位,可以看到相干波峰值被加倍或者被抵消为0。在无线电信号中表示信号增强和衰减

相长干涉(建设性干涉):当两束电磁波的波峰和波谷对齐时,它们的相位相同或相差0度,叠加后波幅会增加,形成相长干涉。这种干涉使信号增强,在无线通信中可能导致信号变强。

相消干涉(破坏性干涉):当两束电磁波的波峰与另一束的波谷对齐时,它们的相位相反或相差180度,叠加后波幅会减小甚至完全抵消,形成相消干涉。这种干涉会导致信号衰减或丢失,在无线通信中表现为信号弱化或断开。

信道重叠:在2.4GHz频段,WiFi信道的数量有限(通常只有11或13个信道),而每个信道的带宽较宽,通常会覆盖相邻信道的一部分。如果多个路由器在相邻或相同的信道上工作,它们的信号会互相干扰,导致数据传输变慢。

THE END
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2.路由器有2个频段一个2.4G还有一个5G的,为什么2.4G的那个一直获取首先,2.4GHz频段是一个常见的无线信号干扰区域。许多家庭设备和电子设备都使用相同的频段,如微波炉、https://ask.zol.com.cn/x/17512834.html
3.2.4G频段处于2.400GHz~2.4835GHz之间,所以简称2.4G无线技2.4G频段处于2.400GHz~2.4835GHz之间,所以简称2.4G无线技术。2.4GHz频段是不需要执照的,该频段属于工业、教育、医疗等专用频段,是公开的。但2.4GHz频段较窄,而且与各种家用电器(如:无线耳机,鼠标,键盘,微波炉等)和医疗设备共享频段,易受干扰。 A. 正确 B. 错误 题目标签:技术之间无线耳机如何将EXCEL生https://www.shuashuati.com/ti/4b0d8ab4ab4f488095a18086bb1c75aa.html?fm=bded964cfb9e7307895f3c58a8accf7f2f
4.微波技术小论文(精选12篇)将吃剩的饭菜用微波炉处理一下再放入冰箱,食用前再用微波炉加热一下,可以杜绝细菌的生存;市场上买回的熟食,用微波炉加热一下再食用,既可保持食物原有的风味和营养,又可将细菌全部杀灭,除金属制品外的食具均可用微波炉来进行消毒处理。 餐具的杀菌和温热: https://www.360wenmi.com/f/filems1deowu.html
5.2.4GHz无线技术标准及ZigBee抗干扰性能AETZigBee 技术的抗干扰特性主要是指抗同频干扰,即来自共用相同频段的其他技术的干扰。对于同频干扰的抵御能力是极为重要的, 因为它直接影响到设备的性能。ZigBee在2.4GHz频段内具备强抗干扰能力就意味着能够可靠地与Wi-Fi、蓝牙、WirelessUSB以及家用的无绳电话和微波炉共存。 http://www.chinaaet.com/article/90852
6.同样一台宽带,为啥5gwifi比2.4gwifi速度要快?所以5g频段比2.4G频段传输的数据要多且快。不过由于2.4G的频段使用设备众多,包括蓝牙无线键盘鼠标,无线耳机,甚至微波炉,所以使用2.4G的无线路由器干扰的概率会更大一些。 由于5g频段使用的时间和范围并没有2.4G早,再加上我记得频率很高,穿透可见物的能力,比2.4G弱,所以干扰方面5g频段是优于2.4G频段的。所以在同https://wd.znds.com/58361.html
7.WiFi2.4G和5G的区别2.4G和5GWiFi不仅仅是速度上的区别但现实生活是依旧大量的旧设备仅支持2.4G频率的WiFi信号,这就是为什么很多为WiFi网络提速的技巧中建议使用5G信号,而不采用2.4G信号的原因,就是为了不那么拥挤,包括微波炉、婴儿监视器、无绳电话等设备都是采用2.4G频率的,这就会造成很多干扰。 另外,功耗也是一个值得考虑的事情,使用2.4G相对于5G信号来说,2.4G的功耗https://www.wifiliebao.com/post/97.html
8.5G与2.4G频率的穿墙能力差异,解析无线网络迷思2.4G频率的穿墙能力虽好,但它往往面临更大的信道拥挤和干扰问题。由于2.4G频段被各类设备共享使用(如蓝牙、微波炉等),导致WiFi信号质量下降,尤其在人口密集的环境中更为明显。 平衡与实践 随着科技的进步,我们需要在5G和2.4G频率之间找到平衡点。对于要求高速连接的场景,5G频率适合;而在人口密集或隔离物较多的环境中https://rf.eefocus.com/article/id-337189
9.2.4G无线音频模块发射模块STM32RTC6711资源### 2.4G无线音频模块发射模块的关键知识点 ### 1. 产品概述 - **产品名称**:2.4G无线音频模块发射模块(型号:DIO-T010L02) - **制造商**:义联科技股份有限公司(ELANsat Technologies Inc.) - **日期**:2007年8月 - **应用领域**:广泛应用于无线音频传输领域,如无线扬声器、耳机、家庭影院系统等。 https://download.csdn.net/index.php/mobile/source/download/Nige1984/3145759
10.路由器的2.4g和5g双频合一好还是分开好?现代无线路由器多数都支持2.4G和5G频段的双频功能,但关于是否应将这两个频段合一或分开使用,存在不同的看法。首先,我们需要了解这两个频段的基本特性。 2.4G频段,由于其频率较低,传输距离相对较远,但也因此更容易受到其他无线设备的干扰,如手机、微波炉等。而5G频段则频率较高,传输速度更快,干扰也相对较少,但其https://www.yoojia.com/ask/17-13879121320266870088.html