无线电波的传播和衰减

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更新 - 5 月 11, 2023

有关无线局域网、辐射照射和屏蔽的话题一再出现。了解无线电波的传播和衰减也有助于处理无线电技术。因此，下文将提供更详细的信息，不过这首先需要有基本的了解。所以，先来一点枯燥的理论。.

历史

1886 年，海因里希-赫兹（频率测量单位赫兹就是以他的名字命名的）率先通过实验证明了詹姆斯-克拉克-麦克斯韦于 1867 年在理论上预言的电磁波（无线电波）的存在。.

1900 年 3 月 20 日，尼古拉-特斯拉获得了他的第一个无线能量传输专利，即无线电技术。.

早在 1837 年，塞缪尔-芬利-布雷斯-莫尔斯（Samuel Finley Breese Morse）就发明了电磁电报和莫尔斯字母表，将信息传递到最远达 3,600 公里的地方。.

传播

电磁波的传播取决于频率、地形和大气条件。.

电离层（平均高度约为 1,000 千米）紧随对流层（高度为 17 ... 17 千米）和平流层（高度为 8 ... 50 千米）靠近地球，由于其电离程度取决于太阳活动，因此可以反射电磁波。在极端情况下，刚刚发射出去的信号可以通过绕地球（周长约 4 万公里）的反复反射，在同一地点再次接收到，但会因传输时间（30 万公里/秒）而延迟。.

无线电波的传播频率在 60 MHz 左右以上，就像光一样。它们会被障碍物偏转和反射。特别是在 100 兆赫以上，无线电波的传播越来越受到反射的干扰。在最不利的情况下，波峰和波谷会相互抵消。.

阻尼

衰减是指信号的衰减。衰减以分贝 (dB) 或分贝毫瓦 (dBm) 为单位，对于较高功率级别，则以分贝瓦 (dBW) 的对数形式进行测量，以便能够以实用的方式直观显示较高功率级别。.

重要的是要区分以百分比和分贝为单位的衰减数字，在声音分贝（A）的情况下，„A “表示与人类听力曲线相适应（考虑到在相同音量下高低声音的感知不同）。.

分贝通常表示放大值，即数值为正。因此，负号表示衰减。.
100 dB 表示 100,000 倍于 0 dB 的声压或 2 pa（帕斯卡）的声压。.

噪音	db(A)	屏蔽（分贝）	%
圆锯	90	10	90
高速公路日	80	20	99
白天的主要街道	70	30	99,9
夜晚的主干道	60	40	99,99
白天的小街	50	50	99,999
夜晚的小路	40	60	99,999.9
时钟刺绣	30	70	99,999.99
叶片噪音	20	80	99,999.999
呼吸声	10	90	99,999.999.9
沉默	0	100	99,999.999.99

为了了解材料对无线电波的穿透衰减能力有多大，我们将厚度小于 30 厘米的建筑天花板（70%）与厚度小于 1 毫米的金属丝网（100%）或厚度小于 10 厘米的石膏板隔墙（10%）进行了比较。.

电缆/连接器/衰减损耗

如果无线电波穿过电缆、插头、耦合器等，例如在从无线电到天线的途中，也会产生衰减损耗。天线电缆的类型和长度以及插头的连接方式决定了总衰减损耗的大小。.

根据经验，衰减损失的总和不得超过天线增益。必须相应地选择各个组件。.

电缆类型（绞合导体还是硬导体）、屏蔽、护套结构、长度和使用频率也是选择天线电缆时需要考虑的标准。结构用途也是决定性因素：卤素电缆具有耐热性和阻燃性，开槽电缆用于隧道安装。.

无线局域网/无线电中继链路

无线局域网的频率有 2.4 GHz、5 和 6 GHz 以及 24 和 60 GHz。如果您希望通过墙壁和天花板实现远距离传输，请选择最低频率，即 2.4 GHz。它们在独立式房屋内的覆盖范围较大。如果是半独立式房屋，请注意这对邻居来说也足够了。如果您希望在短距离内获得较高的数据传输速率，请使用 5 GHz，因为它几乎无法穿透地板或天花板。6 GHz 频段也是如此。.
另一方面，24 和 60 千兆赫允许的距离为 200 ... 1.000 米。1.000 m.视线是前提条件。降雨、雾霾、降雪等可能会导致吞吐量损失，但可以通过技术预防措施进行部分补偿。.

无线电场强

电力设施的无线电场强为 1 ...2 mW，无线电链路约 10 mW，无线局域网 2.4 GHz 100 mW，5 GHz 200 mW，微波 800 mW，移动电话 2,000 mW。.

一般来说，高频电磁场的限值为人体组织可承受的功率消耗，即所谓的 SAR（特定吸收率）。.

整个人体的平均值为 0.08 W/kg，个别部位的平均值为 2 W/kg，如头部（手机）。.

耳朵上的手机已经使机体承受了最大允许负荷。.

对敏感人群来说，暴露于电磁辐射的影响可能包括血压失调、抑郁、荷尔蒙紊乱、免疫抑制、注意力不集中、头痛、疲劳、睡眠障碍、头晕、恶心和烦躁不安。.

保护措施

1. 选择 WLAN 路由器的位置应尽可能远离工作场所。.
2. 根据实际需要使用频段。.
3. 不使用时停用无线局域网。.

如果您想保护自己免受外部电磁辐射的影响，可以将您的家设计成法拉第笼。在这种情况下，薄金属网、铜箔或铝箔（如有必要）被放置在墙板/墙纸或背面有金属涂层的特殊 EMC 墙纸下面。重要的是，每块金属板都要与邻近的金属板有电气接触，窗玻璃也要镀金属，而且这一层也要与墙壁屏蔽层相连。.
整个装置必须与建筑物的电位平衡系统连接，以确保正确接地。.

这样，这个房间就不会受到外部电磁影响；反之，这个房间内无线局域网路由器的无线电通信也不会受到外部窃听者的干扰。.

本章将讨论电雾和屏蔽技术这一主题。 捐款 分别处理。.

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