5G信号为什么穿墙能力弱?电磁波不是波长越短穿透力越强吗?

孙玉斐


目前,路由器、手机、智能设备有很多双频的,既支持2.4G频段又支持5G频段。从数据传输速率来讲,5G频段要比2.4G频段要快,因为无线传输的载体是电磁波,频率越高可以承载更多的数据和信息,所以单位时间内,5G的速率要远远高于2.4G。这就好比是5G是4车道,而2.4G是2车道。

但是5G本身有一个瓶颈,就是“穿墙”能力太弱。从频率和波长的关系来说,频率越高,那么波长就越短,也就具有更强的穿透能力(主要针对可见光以上级别)。但是5G的“穿墙”跟穿透力不是一回事。我们所说的5G的穿墙其实是指绕过障碍物的能力,而不是从墙体直接穿过,这一点与穿透力是不一样的。

5G在空旷的环境中会完全把传输速度快的优势体现出来,但是在墙比较多的环境中,可能就体验不到5G的高速率了,因为电磁波在绕墙之后衰减严重。

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对于无线电波,其传播速度v、振荡频率f、波长λ满足关系关系式:

v=f*λ。

其中传播速度v和光速一样,在真空中约为299792458米/秒。

根据这个公式,我们知道振荡频率越大,波长越短。

我们通常说的的wifi信号5G和2.4G,指的振荡频率,2.4G wifi信号的频率为2.4GHz~2.5GHz

5G wifi信号的频率为4.9GHz~5.9GHz。

2.4G信号的波长大约为:299792458米/秒/2.4GHz=125mm。

5G信号的波长大约为:299792458米/秒/5GHz=60mm。

可见,5G信号的波长为2.4G信号波长的一半。

波有以下特性:

波长越短,方向性越好。

这个比较好理解,声波和光波都是波,声波的频率很低,人耳能听到的范围为20Hz-20KHz,传播速度为340m/s,所以波长大概为0.17m-17m,一个地方发出的声音,在它的周围都可以被听见。所以声波没什么方向性,它会向其四周的所有空间发散。

而一束光发出之后,会沿着直线传播,在这个直线周转,基本上还是黑暗的,也就是光波沿直线传播,不会向外扩散。光波的频率一般都很高,其波长达到了纳米级别。

根据波的单向性,可以简单绘制以下的示意图。

5G的覆盖范围小于2.4G的覆盖范围,所以5G穿墙能力弱。

另外,波还有衍射特性,障碍物的尺寸远大于波长,衍射不明显,所以波长越短,衍射越不明显。

至于题主说的波长越短穿透力越强,这一概念从能量角度来看,是对的。

因为波长越短,单向性越好,能量越集中,越能穿透障碍物。

但是WiFi信号的穿墙能力,不是指穿透墙壁的能力,WiFi信号基本上不可能穿透墙壁。

WiFi信号的穿墙,更多是绕过墙壁到另一个房间,所以需要的是无线电波的散射和衍射能力。


IT自动化交流


因为是高频段,高频段速度快、覆盖范围小;低频段、速度慢覆盖范围广;穿透力强


1921681


穿透和绕过要分清


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