虚拟仿真无线路由器5G和2.4G发射信号辐射对比（虚拟仿真得出最小安全距离，与国际标准要求一致）

1、前言

有人说，只要有电磁波的地方就有辐射。5G和2.4G信号辐射强度是多少？是否会对人体构成危害？无线路由器的2.4GHz频段，频率范围：2.4 GHz 至 2.4835 GHz，信道宽度：通常为20 MHz，部分设备支持40 MHz，特点：覆盖范围广，穿透力强，但干扰较多（如蓝牙、微波炉等设备也使用该频段）。5 GHz频段，频率范围：5.15 GHz 至 5.825 GHz（具体范围因地区不同有所差异），信道宽度：20 MHz、40 MHz、80 MHz，甚至160 MHz（Wi-Fi 6及以上标准），特点：干扰较少，传输速率高，但覆盖范围和穿透力较弱。无线路由器5G和2.4G信号的辐射属于电磁辐射中的非电离辐射（低高能量辐射）。电离辐射（高能量辐射）：天然电离辐射宇宙射线；人工电离辐射X 射线机、核反应堆。无线路由器产生的非电离辐射主要是射频电磁场辐射，根据《电磁环境控制限值》（GB 8702 - 2014），对于 30MHz - 3GHz 频率范围（无线路由器的 2.4GHz 频段在此范围内），公众暴露控制限值为 40μW/cm²。对于 5GHz 频段，限值也是为 40μW/cm²。

2、为什么进行对比

了解技术特性差异：通过对比 5G 和 2.4G 在频率差异、功率密度、天线设计等方面的不同，能清晰掌握两种技术的特点。

评估网络性能表现：5G 采用大规模 MIMO 天线阵列等设计，可提高信号覆盖和数据速率，与 2.5G 对比能明确其在网络性能提升方面的优势，为网络升级和优化提供依据，以满足用户对高速、稳定网络的需求。

公众关切问题：公众对 5G 和 2.4G 信号的辐射水平存在关注，对比两者在相关方面的情况，有助于更好地研究和评估它们对健康和环境的影响，以科学的态度回应公众疑虑，减少不必要的担忧和误解。

3.虚拟仿真

目前家用无线路由器 5G、2.4G 频段的发射功率通常不大于 100mW，路由器放置场景设置为卧室、客厅。

卧室 2.4G 频段辐射强度数据： [63.66197723675814, 28.48571214835036, 16.077483029644323, 10.310513564965735, 7.169790737115385]
客厅 2.4G 频段辐射强度数据： [59.683103659460755, 26.705355139078463, 15.072640340291551, 9.666106467155377, 6.721678816045673]
卧室 5G 频段辐射强度数据： [63.66197723675814, 28.48571214835036, 16.077483029644323, 10.310513564965735, 7.169790737115385]
客厅 5G 频段辐射强度数据： [59.683103659460755, 26.705355139078463, 15.072640340291551, 9.666106467155377, 6.721678816045673]

仿真得出无论2.4G还是5G，距离无线路由器最少15厘米是安全的，大约手机屏幕对角线长度。

国际非电离辐射防护委员会（ICNIRP）推荐的公众暴露限值为10μW/cm²，而常见的无线路由器在50厘米处的辐射强度远低于这一限值‌。在距离无线路由器50厘米的水平范围内，辐射值随距离增加而大幅降低；在距离无线路由器50厘米米以外的区域，辐射值已经很小。1米以外可视为基本不再受其影响。

原创不易，仅提供部分代码：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# 设置 matplotlib 支持中文显示
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei'] 
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False  

power_24g = 100
power_5g = 100


attenuation_factors = {
    '卧室': 0.8,
    '客厅': 0.75
}


distances = np.linspace(0.1, 5, 100)