高考考场上屏蔽手机信号的屏蔽器,是什么原理?
高考考场上屏蔽手机信号的屏蔽器,是什么原理?
高考期间,相信有很多朋友都收到过来自运营商的短信通知,告知考试期间将开启无线信号干扰仪,这可能会对学校周边的手机用户通信质量产生影响。那么,信号屏蔽究竟是如何实现的呢?本文将通过一个简单的实验来揭示其中的原理。
实验器材
- 铝箔纸
- 金属漏网(或金属漏勺、漏网盆等和托盘)
- 手机两部
- 量所标杯
实验步骤
- 确保手机信号良好,可以正常拨打电话。
- 将手机用铝箔纸紧紧包裹,不留任何缝隙。
- 为了增强屏蔽效果,可以在铝箔纸外再包一层金属网,或者使用漏网盆和铺有铝箔纸的托盘自制一个小的“屏蔽器”。如果没有漏网,可以尝试多包几层铝箔。
- 再次拨打电话,此时手机信号将被屏蔽,拨打方会提示手机无法接听。将手机取出后,被拨打的手机也不会显示未接来电记录。软件显示的信号强度表明,当用自制的“屏蔽器”包裹后,手机信号质量变得很差,因此无法接通电话。
原理解说
手机使用的电磁波频段分布在700-4900MHz范围内,具体取决于手机制式和运营商。高考组织者需要屏蔽考场内的手机信号,但又不能让考场附近的2G/3G/4G/5G基站停止工作,否则整个片区的通信设备都无法正常通信。因此,只能采取屏蔽考场内手机信号的方式。
金属屏蔽
金属屏蔽是屏蔽手机信号的最直接方式,即将手机放在密闭的金属盒子里,通过金属阻挡电磁波的传播。在通信领域的屏蔽通常是对两个空间区域之间进行金属隔离,以控制电场、磁场和电磁波的感应和辐射。具体来说,就是用屏蔽体将干扰源包围起来,防止电磁波向外扩散。
手机信号的屏蔽丨图源网络
在实验中,我们使用铝箔纸和金属网来屏蔽电磁信号。铝箔纸屏蔽电磁信号的具体电磁学原理可以参考相关资料,而实验中使用的带有细密孔的金属网则利用了波导的高通滤波作用,能够更好地屏蔽电磁信号。
手机信号屏蔽柜也是这个原理丨图源网络
信号干扰
由于不能将所有手机都放入屏蔽柜,也不能将考场教室全部改造成金属封闭结构,因此需要使用信号屏蔽器来屏蔽考场内的手机信号。合格的考场干扰仪通常只干扰前向(下行)信号。信号屏蔽器会发出与手机信号频率相同但强度更大的信号,在工作过程中以一定的速度从前向信道(基站发出手机接收的)的低频段向高频段扫描。在手机接收报文信号的过程中形成干扰,使手机无法检测到基站发出的正常数据,从而无法与基站建立连接,呈现无信号、无服务状态。
天线超多的大功率信号屏蔽器丨图源网络
打个比方,手机和基站通信时,信号屏蔽器故意在你身边制造“噪音”,信号大到手机根本“听”不清基站在说什么。这并不是真正屏蔽了手机信号,而是让手机要接收的信号淹没在大量的噪声信号中,从而达到干扰正常通信的目的。目前,高考考场用的手机信号屏蔽器都是全频段的,能够干扰2G/3G/4G/5G的全部频段,同时也能干扰WIFI信号和蓝牙信号。
结语
正如通信工程师无时无刻不在守护着这个世界的通信网络,在高考这样重要的时刻,也有许许多多高考工作者在守护着考生们。在这里,祝愿所有考生金榜题名,取得理想的成绩!