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既然說到這了,我們就一起看看人類是怎麼利用無線電頻譜的

一般來說,人們對於無線電波的定義是頻率範圍為3kHz至300GHz的電磁波。在這廣闊的頻譜範圍內,人類到底是怎樣利用無線電波的呢?我們跟隨ITU的頻率定義來直觀的說明,Let s Go!


甚低頻(VLF Very Low Frequency)


甚低頻的頻率範圍為3kHz~30kHz,其波長約為10~100千米。因為其帶寬狹窄,在這個頻段上基本上不會有音頻業務。信息多以數據報文的形式傳遞。因為其較長的波長所帶來的較強的繞射能力和較低的路徑衰減,在這個頻段上,人類主要使用它作為無線電導航信標、與淺水區域的潛艇通信和時間、地理位置授時業務。

既然說到這了,我們就一起看看人類是怎麼利用無線電頻譜的



斯坦福大學在南極運營的VLF接收天線


低頻(LF Low Frequency)

低頻的頻率範圍為30kHz~300kHz,其波長約為1~10公里。該波段也具有優秀的傳播衰減及繞射特性。在這個頻段上,部分國家擁有面向大眾的長波廣播電台。可以通過具有長波波段的收音機來收聽。該波段還被用於航空、航海導航信標以及信息和天氣狀況服務,同樣的,在這個頻段上也有時間授時台。

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DCF77長波信號發射台


中頻(MF Medium Frequency)

中頻的頻率範圍為300kHz至3MHz,或許這裡說「中波」大家會更清楚一些,對,這裡就是異彩紛呈的中波廣播所在的頻段,很多中波電台在這個頻段上播音。因為該波段同時具有地波和天波的傳播特性,因此該波段的傳播範圍相當廣泛。在夜間,D電離層消失時,接收遠距離的中波電台將變得相當容易。除此之外,該波段上還有無線電導航以及海員—海岸電話的業務。

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因為接收難度稍大,而被經常忽視的中波頻段


高頻(HF High frequency)

這裡就是大家所熟悉的短波,頻率範圍為3~30MHz,短波廣播、業餘無線電、軍用通信、飛行通聯、授時台……各種各樣的業務都在這個頻段上廣泛的應用。其多種多樣的傳播影響因素也使得愛好者們花費大量的時間來研究它,以獲得更好的通聯效果。我想這個頻段完全沒有必要配圖,看看你面前的設備,如何?


甚高頻(VHF Very High Frequency)


平常我們所說的V段,就是這個頻段,其頻率範圍為30MHz~300MHz。該頻段的傳播基本是直線傳播,並較少受到天電及其他活動的影響。雖然它會受到地面上的障礙物的影響,但其仍具有一定的繞射能力。這個頻段被廣泛應用於FM廣播、電視、無線電對講系統及海事、航空通話用。

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用於接收電視信號的八木天線


特高頻(UHF Ultra High Frequency)


這裡是我們平常所說的U段,頻率範圍為300MHz~3GHz。該頻段基本沿直線傳播,並更加容易受到障礙物的阻擋,其較短的波長使得天線的尺寸可以大大縮短,節省了空間。在這個範圍內,人類的主要利用方式有電視廣播、行動電話、衛星通信以及——一天都離不開的WiFi、藍牙、ZigBee等短距離無線電業務。

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大夫你聽我說,沒有這個我會死的……大夫你別動我路由器!


超高頻(SHF Super High Frequency)


超高頻的頻率範圍在3GHz~30GHz內,已經開始進入微波的範圍了,這一波段的電磁波可以以特別窄的波束直線傳播,從而使得點對點的微波數據通信得到發展。在這個頻段上,主要提供雷達、無線區域網、行動電話、衛星通信以及點對點的互聯網接入等服務。當然不要忘了還有一個利用方法——那就是人見人愛的微波爐。

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用微波的熱效應排雷——別忘了第一台微波爐也是由雷達工程師發明的


極高頻(EHF Extremely High Frequency)


該段頻率為30GHz~300GHz,在該頻段的電磁波受到大氣帶來的衰減極為嚴重,57~64GHz的電磁波甚至和空氣中的氧分子共振,帶來更大的衰減,因此該頻段基本只用於科學研究和點對點通信,當然,該頻段也可作為武器火控雷達或直接作為電磁波殺傷性武器。

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俄羅斯軍艦上的毫米波火控雷達


太赫茲輻射(THF / Terahertz Radiation)


忽然出現一個畫風不對的!太赫茲輻射的波長為0.3~3THz(1THz=10^12Hz),上接EHF,下接紅外線。該頻段的電磁波已經具有了光波的種種特性。有些研究證實該波段可以像射線一樣對物體進行掃描,雖然成像質量不如X射線,但是它對於物體並沒有放射性作用。該波段仍然在人類的開發過程中。

既然說到這了,我們就一起看看人類是怎麼利用無線電頻譜的



b為太赫茲波對晶元的掃描結果,c為X光的掃描結果


人類對於電磁波頻譜的開發和利用過程是和人類科技進步的過程分不開的,未來當人類走入太空時代,肯定會有除電磁波以外的其他通訊方式走下神壇,為人類服務,說不定到時候,現代通信還要改名未來通信呢,想想還有點小激動呢!


本文作者:BG2KAJ


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