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怎么判斷車一把可以繞過前方障礙物 電磁波是怎么繞過障礙物的

云知道

大家好，我是小棗君 。
那篇5G毫米波的文章推出之后，引起了很多讀者的濃厚興趣 。正如文章所說，5G毫米波的信號(hào)覆蓋能力很弱，這是它的一個(gè)重要缺陷，會(huì)制約它的后續(xù)發(fā)展 。
但是，文章中關(guān)于毫米波信號(hào)覆蓋能力差的原因描述，引起了部分讀者的爭(zhēng)議 。
其實(shí)，同樣的問題之前也有讀者提出過 。關(guān)于電磁波頻率（波長）和信號(hào)覆蓋能力之間的關(guān)系，很多人都存在疑問 。
有人說，電磁波的頻率越高，穿透力越弱，所以覆蓋能力差 。那么就有人問，X射線和γ射線頻率高，不是用于醫(yī)學(xué)攝片和金屬設(shè)備探傷嗎？
也有人問，頻率越高，穿透能力越弱，為什么可見光的頻率那么高，卻可以穿透玻璃呢？
總而言之，眾說紛紜，誰也說不清楚，到底頻率和穿透能力之間是什么樣的關(guān)系 。
今天這篇文章，我們就詳細(xì)解釋一下這個(gè)問題 。
首先，我們要澄清一些基本概念 。
什么是電磁波？大家可能覺得，電磁波不就是光波和電波么，扭來扭去的那種正弦圖形，就是電磁波 。
電磁波
嚴(yán)格來說，電磁波是以波動(dòng)形式傳播的電磁場(chǎng) 。相同方向且相互垂直的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，在空間中傳播的震蕩粒子波，就是電磁波 。
電磁波的傳播，不依賴于介質(zhì)，就算在真空中，也可以傳播 。
太陽光，就是電磁波的一種可見的輻射形態(tài) 。無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線，都是電磁波 。它們的主要區(qū)別，就是頻率不同 。
大家切記，水波、聲波不是電磁波，而是機(jī)械波 。它們是需要實(shí)體介質(zhì)的，一個(gè)點(diǎn)上下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)下一個(gè)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，形成了波 。
機(jī)械波
所以，請(qǐng)不要把電磁波想象成真的有那么一個(gè)正弦曲線在空間中扭動(dòng)！
電磁波的類別和用處很多，為了避免發(fā)散，我們先僅限于討論移動(dòng)通信中的電磁波傳播 。
也就是說，我們重點(diǎn)討論：電磁波信號(hào)由天線發(fā)出之后，究竟如何才能傳播更遠(yuǎn)的距離？
電磁波的傳播，有以下幾種機(jī)制：直射、反射和衍射（繞射） 。
A點(diǎn)到B點(diǎn)，如果沒有障礙物，那么就是直射 。它們之間只有空氣 。
現(xiàn)實(shí)中的環(huán)境不會(huì)那么簡(jiǎn)單，周圍總會(huì)有一些障礙物，于是，會(huì)有一些反射 。它們之間，還是空氣為主 。
信號(hào)會(huì)發(fā)生疊加，產(chǎn)生快衰弱（瑞利衰落）
如果有障礙物，那么問題出現(xiàn)了，信號(hào)該怎么過去呢？
除了借助環(huán)境物體進(jìn)行反射之外，就只剩兩個(gè)選擇，一個(gè)是衍射（繞射），一個(gè)是直接穿透過去！
關(guān)于衍射，如果你的物理知識(shí)還沒還給老師的話，應(yīng)該記得“小孔成像”吧？
衍射，指的是波（如光波）遇到障礙物時(shí)偏離原來直線傳播的物理現(xiàn)象 。也就是說，電磁波具備“繞開”障礙物的能力 。波長越長（大于障礙物尺寸），波動(dòng)性越明顯，越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象 。
再來看穿透 。穿透這個(gè)比較麻煩 。它包括了3個(gè)過程 。
第一步，是障礙物表面 。
電磁波從空氣到障礙物（也就是導(dǎo)體），需要用外面的電場(chǎng)和磁場(chǎng)感應(yīng)出介質(zhì)里面的電場(chǎng)和磁場(chǎng) 。
基于經(jīng)典電磁波理論，電磁波在不同介質(zhì)的傳播速度，取決于介質(zhì)（障礙物）的介電特性和介磁特性 。如果介質(zhì)是理想導(dǎo)體，導(dǎo)電性能特別好，那么，電場(chǎng)在該理想導(dǎo)體內(nèi)部永遠(yuǎn)為0，就不能產(chǎn)生電場(chǎng) 。
所以，如果障礙物是理想導(dǎo)體，所有的電磁波都會(huì)反射回去 。
對(duì)于非理想導(dǎo)體（大部分介質(zhì)），電磁波在表面上分成折射和反射的兩部分 。兩部分的比例跟波速、入射角有關(guān)，而波速又跟頻率有關(guān) 。所以，經(jīng)過介質(zhì)表面時(shí)，電磁波信號(hào)就已經(jīng)衰減掉一部分了 。

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