МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ»

ИНСТИТУТ НЕПРЕРЫВНОГО И ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

КАФЕДРА 41

ОЦЕНКА

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ

должность, уч. степень, звание		подпись, дата		инициалы, фамилия

ИСЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА Wi-Fi.

Затухания сигнала на расстоянии. Затухания сигнала различными материалами препятствий.

по дисциплине: Вычислительные системы, сети и телекоммуникации

РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ

СТУДЕНТ ГР. №					А. С. Чурилов
	номер группы		подпись, дата		инициалы, фамилия
Студенческий билет №

Шифр ИНДО

Санкт-Петербург 2023

Оглавление

1. Введение 3

2. Основные проблемы Wi-Fi 5

3. Основные варианты антенн Wi-Fi 8

3.1 Всенаправленные антенны  9

3.2 Направленные антенны  10

3.3 Секторные антенны  13

4. Расчет затухания радиоволн Wi-Fi 15

4.1 Расчет при учете расстояния от роутера до потребителя 15

4.2 Длинна волны на разных частотах 20

5. Практический блок 22

6. Вывод 28

7. Список используемых источников 30

1. Введение

Что такое Wi-Fi

Сигнал Wi-Fi — это тип беспроводной связи, который используется для подключения устройств к сети без использования физических кабелей. Wi-Fi расшифровывается как "Беспроводная точность" и представляет собой технологию, которая использует радиоволны для передачи данных между устройствами. Это широко используемая технология в современном мире, которую можно найти в домах, офисах, общественных местах и даже в самолетах и поездах.

Сигнал Wi-Fi передается устройством, называемым маршрутизатором, которое подключено к Интернету через проводное соединение. Затем маршрутизатор посылает сигнал, который может быть принят другими устройствами, такими как смартфоны, ноутбуки, планшеты и устройства "умного дома", которые находятся в пределах досягаемости. Затем эти устройства могут подключаться к маршрутизатору и получать доступ к Интернету через сигнал Wi-Fi.

Мощность сигнала Wi-Fi измеряется в децибел-милливаттах (дБм), и чем выше дБм, тем сильнее сигнал. Сильный сигнал важен для стабильного и быстрого подключения к Интернету. Слабый сигнал может привести к снижению скорости Интернета, отключениям и плохому качеству потоковой передачи. Такие факторы, как расстояние от маршрутизатора, стены и другие препятствия, а также другие электронные устройства, могут влиять на уровень сигнала Wi-Fi.

Сигналы Wi-Fi работают на множестве различных частот, наиболее распространенными из которых являются 2,4 ГГц и 5 ГГц. Частота 2,4 ГГц используется большинством потребительских устройств и имеет больший радиус действия, но более восприимчива к помехам от других электронных устройств. Частота 5 ГГц используется новыми устройствами и имеет меньший диапазон рабочих частот, но менее восприимчива к помехам.

Кроме того, сигналы Wi-Fi поступают в различных стандартах, таких как 802.11a, b, g, n, ac и ax. Каждый стандарт имеет различные характеристики, такие как скорость, дальность действия и количество доступных каналов. Самый последний стандарт - 802.11ax (Wi-Fi 6), который обеспечивает более высокую скорость и производительность в местах скопления людей.

Подведя итог, Wi-Fi — это технология, которая позволяет устройствам подключаться к сети и получать беспроводной доступ в Интернет. Это широко используемая технология, которая используется в домах, офисах и общественных местах. Мощность сигнала Wi-Fi измеряется в децибелах-милливаттах и может зависеть от различных факторов, таких как расстояние от маршрутизатора, стен и других электронных устройств. Сигналы Wi-Fi работают на разных частотах и стандартах, каждый из которых имеет свои собственные характеристики. Понимание того, как работают сигналы Wi-Fi и что влияет на их мощность, важно для обеспечения стабильного и быстрого подключения к Интернету. Основной проблемой которого является затухание сигнала в разных материалах препятствий между источником и приемником сигнала.

2. Основные проблемы Wi-Fi

На прохождение сигнала Wi-Fi могут сильно влиять материалы и толщина стен или препятствий, присутствующих на его пути. Различные типы материалов, такие как металл, кирпич и гипсокартон, могут иметь разный уровень ослабления сигнала или снижения его мощности. Толщина стен или препятствий также может играть значительную роль в способности сигнала проходить через них. Кроме того, угол, под которым сигнал попадает на стену, также может повлиять на его прохождение.

Влияние различных материалов стен (препятствий) разной толщины под разными углами на прохождение сигнала Wi-Fi - сложная тема, требующая детального изучения различных факторов. Сигналы Wi-Fi — это радиоволны, которые распространяются по воздуху и могут подвергаться воздействию различных препятствий, таких как стены, мебель и другие электронные устройства. Материалы этих препятствий, а также их толщина и угол наклона могут значительно повлиять на силу и качество сигнала Wi-Fi.

Одним из основных факторов, которые могут повлиять на прохождение сигнала Wi-Fi, является тип материала, из которого сделаны стены. Различные материалы, такие как металл, кирпич и гипсокартон, имеют разный уровень ослабления сигнала, который заключается в снижении уровня сигнала при прохождении через препятствие. Например, металлические стены, такие как те, что встречаются в зданиях со стальным каркасом, могут иметь очень высокий уровень ослабления и могут значительно снизить мощность сигнала Wi-Fi. Это связано с тем, что металл является высокопроводящим материалом, который может поглощать значительное количество радиоволн, эффективно блокируя прохождение сигнала. С другой стороны, кирпичные стены имеют более низкий уровень ослабления и все еще могут значительно ослаблять сигнал, но не так сильно, как металлические стены. Гипсокартон, распространенный строительный материал в жилищном строительстве, имеет самый низкий уровень затухания и будет оказывать наименьшее влияние на сигнал Wi-Fi.

Толщина стен или препятствий также может играть значительную роль в прохождении сигнала Wi-Fi. Более толстые стены, например, в старых зданиях, могут значительно снизить уровень сигнала, в то время как более тонкие стены, например, в новых зданиях, будут оказывать меньшее влияние. Это связано с тем, что более толстые стенки могут «сдержать» больше сигнала, уменьшая количество, которое может пройти через них. Например, если сигнал Wi-Fi должен проходить через кирпичную стену толщиной 10 дюймов, он будет значительно слабее, чем если бы ему пришлось проходить через гипсокартон толщиной 4 дюйма.

Угол, под которым сигнал попадает на стену, также может повлиять на прохождение сигнала Wi-Fi. Например, если сигнал ударяется о стену под прямым углом, ему будет труднее пройти через нее, чем если бы он ударялся о стену под более наклонным углом, даже несмотря на увеличение приведенной толщины препятствия. Это связано с тем, что сигнал с большей вероятностью будет поглощен или отражен под перпендикулярным углом. Когда сигнал попадает на стену под более наклонным углом, он с меньшей вероятностью будет поглощен и с большей вероятностью пройдет через стену.

В заключение следует отметить, что материалы и толщина стен или препятствий, присутствующих на пути прохождения сигнала Wi-Fi, могут сильно влиять на его пропускную способность. Различные материалы имеют разный уровень ослабления и могут значительно повлиять на уровень сигнала. Например, металлические стены имеют самый высокий уровень ослабления, кирпичные стены имеют более низкие уровни ослабления, а гипсокартон имеет самый низкий уровень ослабления. Кроме того, более толстые стены могут значительно снизить уровень сигнала, в то время как более тонкие стены будут оказывать меньшее влияние. Угол, под которым сигнал попадает на стену, также может повлиять на его прохождение. Важно учитывать эти факторы при планировании размещения маршрутизаторов Wi-Fi и точек доступа, чтобы обеспечить оптимальную мощность и качество сигнала.