由电磁波理论解释路由器信号的强弱原因

当我们看IEEE802.11协表中的传输距离,用2.4GHz的802.11n传输距离是70米,而5GHz的802.11ac只有35米,而到了60GHz的802.11ad干只有10米,这是为什么呢?在实际使用时,很多用户都会发现2.4GHz信号比5GHz好,或者2.4GHz信号比5GHz穿墙能力强。

电磁波传播示意图

越高级的无线网络传输距离越短,这其实是由电磁波的特性决定的,首先电磁波的频率越高波长就越短，因此5GHz的波长显然比24GHz要短,而无线网络电磁波传播方式是直线,在碰到障碍物时无线网络主要是进行穿透,只有小部分的信号会发生反射和行射。电磁波穿透障碍物时会损失大量的能量,有时候未穿透障碍物能量已经耗尽,结果反倒是少部分反射和衍射的信号到达了设备。

电磁波强弱示意图

5GHz电磁波虽然有很强的穿透力,但反射和行射能力远不如2.4GHz频段,遇到障碍物时5GH信号几乎全用于穿透,而2.4GHz反倒通过反射或者衍射绕过了障碍物继续传播,因此在我们看来信号强度更强。

其实真正从底层决定路由器信号强弱的并不是天线数量或者2.4GHz还是5GHz传输,而是路由器的发射功率和天线的增益。虽然在理论上天线发射功率越大无线传输距离甚远,范围和透能力就越强,但实际上能够控制发射功率的路由器固件少之又少,中国对于无线路由器发射功率又十分保守。

路由器

市面上流传的自行更换高增益天线,这些看上去唬人的高增益天线不会神奇地创造功率,而只是一味增大路由器天线的增益,要注意有些场景可能造成反效果,高增益天线虽然可以把信号集中于某个方向因此信号指向性更好距离也会更远,但高增益天线也会造成信号方向更狭小,容易产生死角。所以对于大型室内环境来讲,自行更换的高增益天线反而会使覆盖变差,一句话:天线的增益越高,使用的有效角度越小。