cookieOptions = {...}; ‧ 用物理學告訴你路由器放哪兒信號最好 - 3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網

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2015年4月2日 星期四

騰訊科技 翼飛

[摘要]倫敦帝國學院的一名博士生,用實驗證明了路由器的最佳擺放位置。

用物理学告诉你路由器放哪儿信号最好

我們經常會有這樣的煩惱:無線路由器信號太弱,不管怎樣移動它都解決不了問題。 英國倫敦帝國學院的博士研究生Jason Cole,用實驗證明了路由器的最佳擺放位置,並撰寫了一篇文章。全文如下:

電磁輻射聽上去很可怕,大部分人都避而遠之。但各種電磁波奠定了我們的感官與世界的互動方式。從讓你看到眼前這些文字的光波,到把這些文字傳輸到你的或者手機上的Wi-Fi信號,都是電磁波在起作用。

幾乎每一種形式的現代通信,都是通過電磁波傳輸的。這些電磁波會傳到你的汽車天線,會穿過牆壁,所以你可以在室內通電話,電磁波還會被看似什麼都沒有的地球高空大氣反射回來。

這是因為大氣在高空(電離層,地球上空801,000公里處)變成了等離子體,在這種狀態下原子會分開,原子的外層電子會擺脫原子核的束縛,成為自由電子。等離子體對電磁場的反應非常強烈,會產生一些很有趣的特性,比如它會反射無線電信號,擴大無線電的傳播範圍。

高功率電磁波,和等離子體之間的交互作用非常有趣。世界上最強烈的電磁波,是高功率雷射脈衝。歐洲原子核研究委員會在大型強子對撞機中,使用電磁波來加速粒子,他們正是利用了高功率電磁波,和等離子體之間的交互作用。

我們可以準確預測強電磁波,和等離子體之間的相交互作用,因為其底層物理,過程遵循麥克斯韋方程組。麥克斯韋方程組是19世紀物理學的重大發現,證明了光是電磁波的一種形式。

人工計算麥克維斯方程組冗雜而繁複,但上世紀60年底發明的一個聰明的演算法,可以讓這個運算變得相對輕鬆,前提是需要一台性能足夠強勁的電腦。

在瞭解麥克維斯方程組,及其計算方法的知識之後,我最近把目光轉移到了一個更簡單,卻普遍存在的問題上,那就是怎樣運用電腦類比的方式,解決我所住公寓WiFi信號弱的問題。學術意義上的“足夠強大”意味著,擁有上萬個處理器的幾台超級電腦同時工作,在這裡,我們只需要一部智慧手機,就能提供足夠強大的運算能力。

從無線路由器的天線放射出的電磁波,是由一個小電流,以2.4Ghz的頻率振盪引起的。我在我的模型裡,引入這樣一種電流,並使其振動,麥克斯韋方程組決定了所產生的電磁波的流向。我把公寓牆壁的實際位置標在了圖紙上,然後我就能夠根據虛擬路由器的不同位置,標出WiFi信號強弱圖。

第一點顯而易見,WiFi信號在無阻擋的空間傳播,比透過牆壁更容易,所以最理想的路由器擺放位置,應該是在你的視線之內。

有時候電磁波會停止變化,在同一個位置閃爍,這是駐波現象,此時WiFi信號會發生重疊並相互抵消。圖中的黑點(也許不能稱之為點)表示WiFi信號弱,這些黑點之間有幾釐米的間隔。

那麼第二點來了,這一點沒那麼明顯但是更有趣:如果某一位置信號接收很差,稍微挪動一下路由器,就可能顯著改善信號強度,因為在行動路由器之後,所有的信號黑點也會移動。

                                                                                                                                                                                                                            

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