大家好,我是小枣君。
昨天那篇5G毫米波的文章推出之后,引起了很多读者的浓厚兴趣。正如文章所说,5G毫米波的信号覆盖能力很弱,这是它的一个重要缺陷,会制约它的后续发展。
但是,文章中关于毫米波信号覆盖能力差的原因描述,引起了部分读者的争议。
其实,同样的问题之前也有读者提出过。关于电磁波频率(波长)和信号覆盖能力之间的关系,很多人都存在疑问。
有人说,电磁波的频率越高,穿透力越弱,所以覆盖能力差。那么就有人问,X射线和γ射线频率高,不是用于医学摄片和金属设备探伤吗?
也有人问,频率越高,穿透能力越弱,为什么可见光的频率那么高,却可以穿透玻璃呢?
总而言之,众说纷纭,谁也说不清楚,到底频率和穿透能力之间是什么样的关系。
今天这篇文章,我们就详细解释一下这个问题。
首先,我们要澄清一些基本概念。
什么是电磁波?大家可能觉得,电磁波不就是光波和电波么,扭来扭去的那种正弦图形,就是电磁波。
电磁波
严格来说,电磁波是以波动形式传播的电磁场。相同方向且相互垂直的电场和磁场,在空间中传播的震荡粒子波,就是电磁波。
电磁波的传播,不依赖于介质,就算在真空中,也可以传播。
太阳光,就是电磁波的一种可见的辐射形态。无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线,都是电磁波。它们的主要区别,就是频率不同。
大家切记,水波、声波不是电磁波,而是机械波。它们是需要实体介质的,一个点上下运动,带动下一个点运动,形成了波。
机械波
所以,请不要把电磁波想象成真的有那么一个正弦曲线在空间中扭动!
电磁波的类别和用处很多,为了避免发散,我们先仅限于讨论移动通信中的电磁波传播。
也就是说,我们重点讨论:电磁波信号由天线发出之后,究竟如何才能传播更远的距离?
电磁波的传播,有以下几种机制:直射、反射和衍射(绕射)。
A点到B点,如果没有障碍物,那么就是直射。它们之间只有空气。
现实中的环境不会那么简单,周围总会有一些障碍物,于是,会有一些反射。它们之间,还是空气为主。
信号会发生叠加,产生快衰弱(瑞利衰落)
如果有障碍物,那么问题出现了,信号该怎么过去呢?
除了借助环境物体进行反射之外,就只剩两个选择,一个是衍射(绕射),一个是直接穿透过去!
关于衍射,