Trong bối cảnh rộng hơn của Hành vi Tần số Vô tuyến (Radio Frequency Behaviors), Khúc xạ (Refraction) và Nhiễu xạ (Diffraction) là hai hiện tượng lan truyền tín hiệu quan trọng mô tả cách sóng RF di chuyển và phản ứng khi gặp môi trường và vật cản khác nhau.

Cả Khúc xạ và Nhiễu xạ đều là những hành vi mà tín hiệu RF thể hiện khi truyền đi.

1. Khúc xạ (Refraction)

Khúc xạ là hiện tượng sóng RF bị bẻ cong khi đi qua một môi trường có mật độ (density) khác, làm thay đổi hướng của sóng.

• Bản chất: Khúc xạ xảy ra khi tín hiệu RF đi qua một môi trường có mật độ khác nhau.

• Nguyên nhân: Ba nguyên nhân phổ biến nhất gây ra khúc xạ là hơi nước, sự thay đổi nhiệt độ không khí và sự thay đổi áp suất không khí.

• Ví dụ: Trong môi trường ngoài trời, tín hiệu RF thường khúc xạ nhẹ trở lại bề mặt Trái Đất, nhưng sự thay đổi trong khí quyển có thể khiến tín hiệu bị bẻ cong ra xa khỏi Trái Đất. Khúc xạ cũng có thể xảy ra khi tín hiệu RF đi qua một số loại kính và vật liệu khác trong môi trường trong nhà.

• Ứng dụng thực tế (k-factor): Đối với các đường liên kết bridge không dây ngoài trời tầm xa, sự thay đổi khúc xạ có thể được đo bằng hệ số k-factor. Hệ số k-factor bằng 1 có nghĩa là không có sự bẻ cong, trong khi hệ số nhỏ hơn 1 biểu thị tín hiệu bẻ cong ra xa khỏi Trái Đất và hệ số lớn hơn 1 biểu thị tín hiệu bẻ cong về phía Trái Đất. Điều kiện khí quyển bình thường có k-factor là 4/3, tức là hơi bẻ cong về phía độ cong của Trái Đất.

2. Nhiễu xạ (Diffraction)

Nhiễu xạ là hiện tượng sóng RF bị bẻ cong xung quanh một vật thể.

• Bản chất: Nhiễu xạ mô tả sự bẻ cong và phân tán của tín hiệu RF khi gặp vật cản.

• Điều kiện xảy ra: Điều kiện để nhiễu xạ xảy ra phụ thuộc hoàn toàn vào hình dạng, kích thước và vật liệu của vật cản, cũng như các đặc tính chính xác của tín hiệu RF như phân cực, pha và biên độ.

• Nguyên nhân phổ biến: Nhiễu xạ thường do sự tắc nghẽn một phần của tín hiệu RF, chẳng hạn như một ngọn đồi nhỏ hoặc một tòa nhà nằm giữa bộ phát và bộ thu.

• Hậu quả: Sóng RF gặp vật cản sẽ bị bẻ cong xung quanh nó, đi theo một đường dài hơn và khác biệt so với sóng đi theo đường truyền ban đầu. Khu vực nằm ngay phía sau vật cản được gọi là vùng bóng RF (RF shadow). Tùy thuộc vào sự thay đổi hướng của tín hiệu bị nhiễu xạ, vùng bóng RF có thể trở thành vùng không phủ sóng (dead zone) hoặc chỉ nhận được tín hiệu bị suy giảm.

3. Khúc xạ và Nhiễu xạ trong bối cảnh chung

Cả Khúc xạ và Nhiễu xạ đều là những hành vi có thể dẫn đến hiện tượng Đa đường (Multipath)—tức là hai hoặc nhiều đường tín hiệu của cùng một tín hiệu đến ăng-ten thu cùng một lúc hoặc trong vòng nano giây.

• Đa đường tiêu cực: Trong các mạng WLAN cũ (ví dụ: 802.11a/b/g), đa đường có thể làm suy giảm hoặc hủy bỏ tín hiệu, hoặc gây hỏng dữ liệu (nhiễu giữa các ký hiệu - ISI), buộc phải truyền lại ở Lớp 2.

• Đa đường tích cực (MIMO): Công nghệ 802.11n và 802.11ac (MIMO) sử dụng các kỹ thuật xử lý tín hiệu số tiên tiến để tận dụng lợi ích của đa đường, biến nó thành một yếu tố xây dựng, giúp tăng đáng kể thông lượng và phạm vi.