2、信号基础原理：电磁波传播、频率与波长、信号强度单位（dBm、RSSI）

各位好，我是老周。做通信这行快十五年了，踩过的坑不少。今天咱们聊聊信号的基础原理。别小看这些概念，很多现场问题，追根溯源都是基础没吃透。

你想想看，信号弱化到底弱在哪？怎么量化它？搞明白这几个问题，后面讲应对策略才有根。

2.1 电磁波传播：信号是怎么“跑”起来的

信号的本质是电磁波。它从发射天线出发，在空间里传播。这个过程，说白了就是能量在扩散。

我习惯把电磁波想象成水波。你往池塘里扔块石头，波纹一圈圈往外推。离中心越远，波纹越弱。信号也一样，离发射源越远，能量越分散。

但电磁波比水波复杂。它有三种主要的传播方式：

• 直射波：像光线一样直线传播。视距内的通信主要靠它。比如你拿着手机对着基站，中间没遮挡，就是直射。
• 反射波：遇到大的障碍物（墙面、地面）会反弹。城市里信号能“拐弯”，靠的就是反射。
• 绕射波：遇到尖锐边缘（楼角、山脊）会弯曲绕过去。这个能力跟波长有关，波长越长，绕得越远。

我记得有一次在写字楼里做优化，某个角落信号奇差。仪器一测，直射波被电梯井挡住了，反射波又跟直射波相位相反，互相抵消。最后调整了天线位置，让反射路径变长，才解决问题。

2.2 频率与波长：一对“反比”兄弟

频率和波长，是电磁波最重要的两个参数。它们的关系很简单：

波长 = 光速 / 频率

光速是常数（3×10⁸ m/s）。所以频率越高，波长越短；频率越低，波长越长。

这个关系决定了信号的传播特性。我列个表，你一看就明白：

频段	频率范围	波长范围	典型应用	传播特点
低频	30-300 kHz	10-1 km	导航、广播	绕射强，传得远
中频	300-3000 kHz	1-0.1 km	AM广播	地波传播，覆盖广
高频	3-30 MHz	100-10 m	短波通信	天波传播，可越洋
甚高频	30-300 MHz	10-1 m	FM广播、电视	视距传播，穿透一般
超高频	300-3000 MHz	1-0.1 m	手机、Wi-Fi	视距为主，穿透差
微波	3-30 GHz	10-1 cm	雷达、5G	准光学传播，极易遮挡

为什么5G信号比4G更容易被遮挡？因为5G频率高（3.5 GHz左右），波长只有几厘米。遇到一堵墙，能量就衰减得厉害。而4G的1.8 GHz，波长十几厘米，绕射能力稍强。

2.3 信号强度单位：dBm 和 RSSI

信号强弱怎么量化？通信行业用 dBm。这是个绝对功率单位。

公式很简单：

dBm = 10 × log10(功率 / 1 mW)

举个例子：1 mW 就是 0 dBm。10 mW 是 10 dBm。100 mW 是 20 dBm。每增加 10 倍，dBm 值加 10。

为什么用对数？因为信号功率跨度太大。从发射端的 20 dBm（100 mW）到接收端的 -100 dBm（0.0000000001 mW），差了 100 万亿倍。用线性数字写出来，你看着都晕。

dBm 是负值还是正值？

• 大于 0 dBm：功率大于 1 mW。通常是发射端。
• 等于 0 dBm：正好 1 mW。
• 小于 0 dBm：功率小于 1 mW。接收端基本都是负值。

RSSI（Received Signal Strength Indicator）是接收信号强度指示。它跟 dBm 有关，但不完全等同。

我解释一下区别：

指标	含义	单位	典型范围	用途
dBm	绝对功率值	dBm	-120 ~ +30	精确测量、链路预算
RSSI	接收端感知的强度	通常为 dBm	-100 ~ -30	终端显示、切换判决

RSSI 是芯片厂商自己定义的。不同芯片测同一个信号，RSSI 值可能差几个 dB。但 dBm 是标准单位，用仪器测出来就是准的。

2.4 知识体系总览

下面这张图，把本章的核心逻辑串起来了。你可以把它当个地图，随时回来对照。

嗯，这张图把本章的三个核心块串起来了。你从中心出发，往三个方向走，每个分支下面还有具体知识点。做方案设计时，按这个框架去思考，不容易漏东西。