信号传播基础：自由空间路径损耗模型、2.4G与5G频段差异、障碍物对信号的影响

做WiFi配网优化，第一件事就是搞清楚信号是怎么跑丢的。很多人一上来就调功率、改天线，结果发现效果很差。为什么？因为你不懂信号传播的基本规律。

我刚开始做无线项目时也犯过这个错。当时在一个仓库里部署AP，信号覆盖总是不达标。我以为是天线问题，换了三根天线还是不行。后来一算路径损耗，才发现是距离和频段选错了。嗯，从那以后我再也不敢跳过基础理论了。

说白了，信号在空气中传播，能量会自然衰减。这个衰减有个基本公式，叫自由空间路径损耗（FSPL）。

公式长这样：

FSPL(dB) = 20 × log10(d) + 20 × log10(f) + 32.44

其中：

你想想看，这个公式告诉我们两件事：

我习惯在项目初期先用这个公式估算一下。比如一个100米远的设备，用2.4GHz，损耗大概是多少？

距离 d = 0.1 km
频率 f = 2400 MHz
FSPL = 20×log10(0.1) + 20×log10(2400) + 32.44
     = -20 + 67.6 + 32.44
     = 80.04 dB

也就是说，发射端20dBm的信号，到接收端就只剩-60dBm左右了。这个值还在WiFi接收灵敏度范围内，但已经不算富裕了。

关键点：自由空间模型是理想情况。实际环境中还有反射、绕射、散射，损耗只会更大。这个模型用来做下限估算非常有用——如果连自由空间都过不了，实际环境肯定没戏。

这两个频段，我经常被问到该选哪个。我的回答是：看场景。

先看一张对比表：

为什么2.4G穿墙能力强？因为频率低，波长长。波长越长，绕射能力越强，遇到障碍物时更容易绕过去。5G波长短，遇到障碍物基本就是被吸收或反射。

我在项目中遇到过这样一个案例：一个客户家里，路由器在客厅，卧室在隔了两堵墙的位置。用2.4G还能刷视频，换成5G直接断流。这就是频段差异的典型表现。

我的建议：配网阶段优先用2.4G。因为配网时设备位置不确定，可能离路由器很远，中间障碍物也多。等配网成功、设备固定后，再根据实际信号质量决定是否切到5G。

信号遇到障碍物，会发生三件事：反射、绕射、穿透。每种障碍物的影响都不一样。

我整理了一份常见材料的衰减参考值：

材料类型	2.4GHz衰减	5GHz衰减	备注
木门（5cm）	2-4 dB	4-7 dB	密度越大衰减越大
砖墙（15cm）	8-15 dB	15-25 dB	实心砖比空心砖严重
混凝土墙（20cm）	15-25 dB	25-35 dB	钢筋结构会加剧衰减
玻璃（5mm）	2-3 dB	4-6 dB	钢化玻璃略高
人体	3-5 dB	6-10 dB	含水量高，吸收严重
金属板	完全屏蔽	完全屏蔽	反射为主，几乎无法穿透

你看，一堵砖墙就能吃掉15dB的信号。如果发射功率是20dBm，穿一堵墙还剩5dBm，穿两堵墙就变成-10dBm了。这个值已经低于很多设备的接收灵敏度了。

注意：金属是信号的杀手。我曾经在一个工厂里做覆盖，发现某个区域信号极差。排查了半天，发现是因为AP和终端之间隔了一个金属货架。把货架挪开20厘米，信号就恢复了。所以部署时一定要避开金属障碍物。

还有一个容易被忽略的因素：湿度。空气湿度大时，水分子会吸收信号能量。2.4G和5G都会受影响，但5G更明显。我在南方梅雨季节做过测试，同样距离下信号比干燥天气差了3-5dB。

下面这张图总结了信号传播的核心逻辑：

总结一下今天的内容：

这些知识看起来简单，但实际项目中能帮你省很多排查时间。我每次做WiFi配网优化，第一步就是算路径损耗、看频段、查障碍物。基础打牢了，后面的事情就顺了。