移动设备硬件与操作系统深度解析
1. 天线特性与区域划分
真实天线的一个基本特性是其接收模式与用于发射的远场模式相同，这源自电磁学的互易定理。天线周围的空间通常分为三个同心区域，分别是无功近场、辐射近场和远场。无功近场有时也被称为电感近场，辐射近场有时被称为菲涅耳区，远场有时被称为夫琅禾费区。
不同区域对传输的影响各有不同。在远场中，辐射功率随距离的平方而减小；而在近场区域，距离的影响可忽略不计，但存在辐射吸收，甚至可能引发磁感应。这些区域的划分对天线尺寸有直接影响。如果天线长度小于辐射波长的 1/2，远场和近场区域可通过源到辐射波长的距离 r 的简单比例来衡量。
天线设计的另一个重要问题是效率。没有任何技术能达到 100% 的效率，未用于传输的能量通常会转化为热量。对于移动设备而言，这不仅会影响电池寿命，还可能导致过热问题。
2. 自由空间路径损耗
即使没有干扰，任何电磁信号都会有一定的信号损失，这通常被称为自由空间路径损耗。自由空间路径损耗与发射机和接收机之间距离的平方成正比，也与无线电信号频率的平方成正比。其简化公式如下： [ \text{free space path loss} = \frac{d^2}{4\pi\lambda^2} ] 其中，$d$ 是接收机与发射机之间的距离（米），$\lambda$ 是信号波长（米），$f$ 是信号频率（赫兹），$c$ 是真空中的光速（米/秒）。
更详细的自由空间路径损耗理解来自弗里兹传输公式，该公式考虑了收发天线的方向性，公式如下： [ \frac{P_r}{P_t} = \frac{D_tD_r\lambd