Har lägre frekvenser (band) bättre täckning än högre?

Har lägre frekvenser bättre täckning än högre? Svaret ligger i fysiken

När du tittar på specifikationer för mobilnät, routerns WiFi eller specifikationer för en repeater, stöter du ofta på begrepp som frekvensband och megahertz (MHz) eller gigahertz (GHz). En gyllene regel inom radiotekniken är att lägre frekvenser har bättre täckning och räckvidd än högre frekvenser.

Men varför är det så, och vad innebär det för mobiltäckningen på ditt kontor eller i din fastighet? Svaret ligger i radiovågornas fysik.

Skillnaden på en lång och en kort radiovåg

Radiosignaler färdas genom luften som elektromagnetiska vågor. Avståndet mellan två vågtoppar kallas för våglängd.

• Lägre frekvenser (t.ex. 700 MHz eller 800 MHz) har långa våglängder. En våg på 700 MHz är nästan 43 centimeter lång.
• Högre frekvenser (t.ex. 2600 MHz eller 3,5 GHz) har korta våglängder. En våg på 3,5 GHz är bara runt 8 centimeter lång.

Det är just denna fysiska storlek på vågen som avgör hur den beter sig när den stöter på hinder i miljön.

Tre anledningar till att lägre frekvenser når längre

1. De tränger lättare igenom fasta material

Långa radiovågor (lägre frekvenser) har en unik förmåga att passera genom hinder som betongväggar, tegel, gipsskivor och tät skog. De korta radiovågorna (högre frekvenser) stoppas eller reflekteras däremot mycket lättare. När de högfrekventa 5G-signalerna krockar med en modern glasfasad eller en tjock betongvägg, dämpas signalen kraftigt eller dör helt.

2. De kan ”böja sig” runt hinder (Diffraktion)

Tack vare den långa våglängden kan lägre frekvenser böja sig runt hörn, kullar och byggnader på ett helt annat sätt än högre frekvenser. Högre frekvenser kräver i mycket större utsträckning vad man inom radioteknik kallar för fri sikt (Line of Sight) mellan sändarantennen och mottagaren för att fungera optimalt.

3. Mindre energiförlust i luften (Friytedämpning)

Radiovågor tappar naturligt energi ju längre de färdas, men högre frekvenser tappar energi betydligt snabbare än lägre. Det gör att en mobilmast som sänder på ett lågt frekvensband kan täcka ett enormt geografiskt område på landsbygden, medan en mast med hög frekvens bara når någon kilometer (eller några hundra meter) innan signalen blir för svag.

Trade-offen: Varför använder vi ens högre frekvenser?

Om lägre frekvenser är så mycket bättre på täckning, varför stänger vi inte bara av de högre banden? Svaret är kapacitet och hastighet.

Fysikens lagar säger också att ju högre frekvensen är, desto mer data kan du trycka in i signalen per sekund.

• De lägre frekvenserna är mobilnätets ”motorvägar på landsbygden” – de når alla och ger stabil täckning för röstsamtal och grundläggande surf, men hastigheterna är begränsade.
• De högre frekvenserna är ”stadsbanorna” – de erbjuder extremt höga hastigheter (som i det supersnabba 5G-nätet), men räckvidden är kort och de kräver att du är nära masten.

Vad betyder detta för din inomhustäckning?

Eftersom operatörerna bygger ut sina snabbaste nät (4G och 5G) på de högre frekvenserna, blir problemet med dålig inomhustäckning allt vanligare. Signalerna är helt enkelt för svaga för att ta sig in i moderna kontorskomplex och industrilokaler.

Det är här en repeaterlösning (mobilförstärkare) kommer in i bilden. Genom att placera en donörantenn på taket fångar vi upp de högfrekventa signalerna där de är som starkast utomhus, och leder sedan in dem via kablar för att spridas på insidan av byggnaden. På så sätt får du både den höga hastigheten från de högre frekvenserna och den totala täckningen som du annars bara får från de lägre banden.