《电磁场与电磁兼容实验报告:无线接入点电波传播特性和场强覆盖测量》
在电磁场与电磁兼容的研究中,理解无线通信设备如无线接入点(Wi-Fi 路由器)的电波传播特性及场强覆盖至关重要。本实验主要探讨了实际辐射源与理想均匀平面电磁波的区别,以及实际应用中这些理论的适用条件。
实验目标在于通过观察无线接入点的信号衰减特性,验证信号强度与距离的关系,以及分析墙壁对信号的影响。在实验原理部分,首先阐述了电场场强(dBμV/m)与手机接收信号功率(dBm)之间的转换公式,其中涉及天线增益、有效面积和接收功率等因素。此外,根据电偶极子模型,解释了信号在远场区的衰减规律,即距离增加一倍,信号强度下降6dBm。
实验内容包括信号衰减规律的测试、路由器产生的电磁波是否为均匀平面电磁波的判断,以及墙壁对信号衰减的影响。在信号衰减规律测试中,通过保持路由器和手机在同一高度,改变两者间的距离,记录信号强度的变化。而在分析墙壁对信号的影响时,比较了一面墙存在与否对2.4GHz频率信号的影响,并记录了墙壁的厚度。
实验数据与结果部分,以数据表格、曲线图和截图的形式展示了信号强度随距离的变化趋势。结果显示,随着距离的增加,信号强度的确按照预期的6dBm衰减。然而,由于测量工具的精度限制,无法准确判断路由器产生的电磁波是否为均匀平面电磁波,也无法确定其极化方式。
在结果分析中,确认了路由器信号的衰减遵循自由空间的衰减规律。实验的局限性在于环境因素(如人流量)可能影响测量结果,因此建议在后续实验中选择人少且信号干扰小的地点,或增强WiFi信号以减少外部环境的影响。
该实验深入探究了无线通信中的关键概念,如电波传播、信号衰减和电磁兼容问题。通过实证方法,学生能够直观地理解理论在实际应用中的表现,进一步深化对电磁场与电磁兼容原理的理解。