眾所周知，Wi-Fi是一種射頻（RF）通信協(xié)議。盡管有許多特定于Wi-Fi的細(xì)節(jié)，但也有一些方面是任何RF形式的通信的基礎(chǔ)。每個(gè)RF協(xié)議都取決于RF波的行為或波力學(xué)。

讓我們大聲地說：“波浪力學(xué)”。我喜歡它的聲音！每當(dāng)我說出來時(shí)，我都會(huì)變得更聰明。說實(shí)話，波浪力學(xué)的本質(zhì)并不難掌握，您很可能在高中物理中學(xué)到了很多。

浪潮中有什么？

從物理上講，波是在介質(zhì)中傳播的干擾。假設(shè)您拔了一把吉他弦。字符串是中號(hào)。通過彈撥，您會(huì)物理拉伸和扭曲琴弦，然后聽到的聲音是來自來回回彈的波浪能量。實(shí)際上，聲音是空氣分子，受到振動(dòng)弦的干擾，像微小的臺(tái)球一樣相互撞擊。

當(dāng)被穩(wěn)定的風(fēng)吹動(dòng)時(shí)，海灘上的波浪是規(guī)則的。考慮此類問題時(shí)，它們會(huì)產(chǎn)生很好的心理印象，因?yàn)樗鼈兊乃俣茸阋宰屛覀兛吹絾为?dú)的波浪。一個(gè)苗條也使一個(gè)偉大的實(shí)驗(yàn)工具，但要小心不要讓過分熱情和彎曲它（不，這恰好與我的孩子和我）。

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在上圖中，案例A描述了一個(gè)橫波。在這種情況下，介質(zhì)會(huì)垂直于波變形，然后返回。吉他弦，水波和電磁（EM）波是橫向的。相比之下，情況B描述了縱向波或壓縮波。聲波的行為方式如此，就像微小的臺(tái)球相互撞擊一樣。

就本專欄目的而言，我們僅關(guān)心重復(fù)波。這是因?yàn)槟鸁o法在單個(gè)wave中傳遞大量信息，但是當(dāng)您重復(fù)一個(gè)wave時(shí)，可以稍微改變其特征以編碼信息-即，以商定的方式更改wave以傳達(dá)含義（也許是1或0）。

波浪的特征

對(duì)于橫波，要考慮的主要部分是波峰和波谷。水最高的地方是波峰；最低的是低谷。谷底將位于波峰上方，而波谷將遠(yuǎn)低于其水平。的波長(zhǎng)是對(duì)波對(duì)應(yīng)的點(diǎn)之間的距離-即，波峰之間或波谷之間的距離。

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通信/載波重復(fù)，并且它們重復(fù)的頻率稱為頻率。頻率表示為“每秒”（1 / sec）或赫茲（對(duì)于德國(guó)物理學(xué)家海因里希·赫茲（Heinrich Hertz），他證明了電磁波在詹姆士·克萊克·麥克斯韋（James Clerk Maxwell）預(yù)測(cè)之后存在。Wi-Fi在兩個(gè)頻帶中運(yùn)行，分別為2.5 GHz（每秒25億個(gè)周期）和5 GHz（每秒50億個(gè)周期），這比典型的海浪要快一點(diǎn)！明天圣塔克魯茲（Santa Cruz）的沖浪報(bào)告將激增14秒。

波的速度也就是波速，波速是波長(zhǎng)乘以頻率。對(duì)于EM波，因?yàn)楣馐荅M波，所以總是以光速來計(jì)算。這意味著2.4 GHz Wi-Fi的波長(zhǎng)約為12厘米，而5 GHz Wi-Fi的波長(zhǎng)約為6厘米。

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波浪還具有振幅，它是指波浪的最大高度或波峰的高度。在無線電波的情況下，出于實(shí)際目的，幅度是信號(hào)強(qiáng)度。

波長(zhǎng)，速度，頻率和幅度是波的定義特征，但我們對(duì)另一件事也很感興趣。波具有頻率是因?yàn)樗鼈兪且粋€(gè)重復(fù)的周期，而相位（以度為單位）是該周期的點(diǎn)。波浪的起點(diǎn)在0°處；中途是180°；一直到360°，與下一個(gè)波的0°點(diǎn)相同。波峰到波峰是一個(gè)完整的波浪周期，為360°。

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現(xiàn)在，以上所有內(nèi)容似乎都非常抽象，因此讓我們更具體一些。電磁波實(shí)際上是如何產(chǎn)生的？是什么產(chǎn)生的？實(shí)際上，它是由電子從導(dǎo)體中的交流電來回上下擺動(dòng)產(chǎn)生的。為了我們的直接目的，我們可以想象一個(gè)對(duì)講機(jī)天線，并想象一個(gè)大電子先上升到天線然后又下降（現(xiàn)實(shí)中涉及許多電子，它們移動(dòng)的距離很小，但是這種視覺效果對(duì)很多人來說都是有效的）。

我們需要注意的另一件事是，我們的簡(jiǎn)單直天線正在產(chǎn)生極化波，這意味著橫向振蕩是在垂直于波傳播方向的特定方向上進(jìn)行的。反過來，這意味著接收天線應(yīng)與發(fā)射天線平行，以便接收最大的信號(hào)強(qiáng)度。

EM波是3D

我們所有的插圖都集中在橫截面或側(cè)視圖上，但電磁波存在于空間中。EM波的“高架”表示就像通過將卵石放在靜止的池塘中而形成的同心圓，如下所示：

（來源：ruckuswireless.com）

更準(zhǔn)確地說，EM載波更類似于將小卵石附著到一根弦的末端，然后以設(shè)定的頻率將其向上和向下提升。

（資料來源：antenna-theory.com）

也就是說，這也是一個(gè)橫截面，偶極天線的總波是環(huán)形的（也稱為圓環(huán)或環(huán)形）。這個(gè)環(huán)形代表的是如上所述的波的信號(hào)強(qiáng)度。

編輯：hfy