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今天我們一起來詳細認識一下無線電頻段的劃分。無線電頻譜指的是從極低頻10KHz到極超高頻30GHz,因為超出這個范圍以外的無線電頻譜,其特性便有很大不同了。例如光線、X射線等。在10KHz到30GHz,通常劃分成七個區域,其中高頻3~30MHz就是我們所討論的短波。射頻是電磁波頻譜里面比較低頻的部分,是現在應用最為廣泛的電磁波頻譜,通常用在無線通信,數字廣播,衛星通信上。
射頻頻段通常指3kHz到300GHz之間,目前已知的幾乎所有無線系統都工作在射頻頻譜范圍內:包括模擬無線電、飛機導航、航海無線電、業余無線電、電視廣播、移動網絡和衛星系統。讓我們來看看每個 RF 子帶和 RF 頻譜使用的領域。
極低頻 (ELF)
從 3Hz 到 3KHz 的頻率被稱為電磁頻譜中的極低頻或 ELF 范圍。這個范圍很容易受到干擾,很容易被大氣變化扭曲。由于需要長天線的較大波長,這實際上是不可能實現的,因此很難在這個時代設計一個系統具有挑戰性。科學家在地震研究中使用這個頻段來了解地球大氣中的自然活動。
甚低頻 (VLF)
極低頻是射頻和實用無線電傳輸系統的起始范圍,范圍從 3 KHz 到 30 KHz。然而,由于波長的原因,天線系統的設計和實現極其復雜。它已經在潛艇中使用,并且仍然用于在兩個遠程位置之間同步時鐘信號的時間無線電臺。
低頻(LF)
低頻范圍為 30 KHz 至 300 KHz。低頻信號的重要特性之一是會被地球電離層反射,因此適合遠距離通信。由于它的波長長,在山等大地形上衰減小,所以一般稱為地波。
業余無線電操作員使用低頻信號;當其他類型的通信來源在某些情況下(如自然災害)發生故障時,它是最重要的信息傳輸來源之一。其他領域是軍事應用,如潛艇、近場通信中的 RFID 標簽和一些低頻無線電廣播。
中頻 (MF)
自 19 世紀初無線電傳輸開始以來,中頻是最流行的頻段之一。MF 在 300 KHz 到 3 MHz 的范圍內工作。發射器、接收器和天線的設計與其他高頻傳輸頻段相比相對簡單。中頻已廣泛應用于AM無線電傳輸、船舶和飛機導航系統、緊急求救信號、成本保護等實驗應用。
高頻(HF)
高頻信號范圍在 3 MHz 和 30 Mhz 之間。該頻段也稱為短波。它也被地球的電離層反射,是適合長距離通信的頻段之一。高頻段主要用于航空業、近場通信 (NFC)、政府系統、業余無線電運營商和氣象廣播電臺。
甚高頻 (VHF)
甚高頻是最常用的頻段之一,其工作范圍為 30 MHz 至 300 MHz。自幾十年前開始,VHF 頻率就廣泛用于模擬電視廣播。88 MHz 至 108 MHz 的 FM 無線電廣播在 VHF 頻帶中運行。
空中交通管制員和航空公司飛行員使用 118 MHz 至 137 MHz 之間的頻率進行通信。另一個用途包括私人和商業電臺、醫療設備(磁共振成像)、業余無線電和軍事應用。它通常受大地形影響,但適合短距離通信。
超高頻 (UHF)
超高頻是現代無線通信系統最重要的頻段。它從 300 MHz 到 3 GHz,設計和實現系統極其復雜。它有許多子頻段,其中一些受到限制,僅分配給特定應用。它用于 GPS 導航系統、衛星、尋呼機、Wi-Fi、藍牙、電視廣播,以及最重要的 GSM、CDMA 和 LTE 移動傳輸。
超高頻 (SHF)
超高頻在 3 GHz 到 30 GHz 的范圍內。它只能在視線路徑中運行,因為發射機和接收站之間的任何障礙物都會中斷通信。它通常用于點對點通信、衛星系統、Ku 頻段數字電視廣播(DTH 服務——直達家庭)、Wi-Fi(5GHz 頻道)、微波爐和移動網絡。由于普通射頻電纜的損耗較高,因此波導適用于發射器和天線之間。由于 SHF 波段較小的波長和復雜性,系統設計非常困難。
極高頻 (EHF)
極高頻段是射頻頻譜中最高的頻段,范圍在 30 GHz 到 300 GHz 之間。由于其復雜的性質和視線要求,EHF 僅用于高級通信系統。EHF 用于射電天文學和遙感(天氣分析)。由于可用的大帶寬,建議將 5G 技術等高速互聯網系統用于未來傳輸網絡。
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