无线电频谱的频率范围划分方法
无线电频谱的频率范围划分方法
无线电频谱是电磁波谱的一部分,涵盖了从极低频到极高频的广泛频率范围。这些频段被广泛应用于各种通信和科学研究领域。本文将详细介绍无线电频谱的分类、信号传播特征以及实际应用,帮助读者更好地理解这一重要的科技领域。
无线电频谱的分类
无线电频谱根据频率可以划分为多种不同的类别,下图完整展示了各个频段的划分:
具体频段划分如下:
- 极低频 (ELF):3Hz-30Hz
- 超低频 (SLF):30Hz-300Hz
- 特低频 (ULF):300Hz-3kHz
- 甚低频 (VLF):3kHz-30kHz
- 低频 (LF):30kHz-300kHz
- 中频 (MF):300kHz-3MHz
- 高频 (HF):3MHz-30MHz
- 甚高频 (VHF):30MHz-300MHz
- 特高频 (UHF):300MHz-3GHz
- 超高频 (SHF):3GHz-30GHz
- 极高频 (EHF):30GHz-300GHz
EMC电磁兼容测试的目的
EMC电磁兼容测试的目的是为了确保无线电频谱的各类频段不会受到人类制造的电子产品的影响。随着5G商用的普及,使用频率高达5GHz,谐波频率可以达到10倍以上,这对其他电子器件的影响范围巨大且不可避免。因此,需要规定各行业电子产品的使用传导干扰发射设备测试干扰分量限值线,并让其自身接受该幅度的影响,以保证各电子器件产品能正常工作。
无线电频谱信号分类
无线电频谱的特征是信号可以携带的传播特征和信息量。一般来说,使用较高频率发送的信号只能传输较短的距离,但它具有较高的数据承载能力。光谱的这些物理特性限制了任何特定波段适用的应用范围。一些频谱(例如在(UHF)频带300-3000MHz)已知适合于各种各样的服务,并且需求量很大。
模拟信号与数字信号
有两种重要的传输类型需要理解:模拟和数字。模拟信号传输信息(声音、视频或数据)以连续波传播,其强度和频率直接随发射源的变化而变化。数字信号传输信息被转换成1和0,它们被格式化并作为电脉冲发送。使用数字信号的优点包括更高的精度、减少噪音(不需要的信号)和增加发送信息的容量。
电磁频谱是一种有限的自然资源。谱波自然地向四面八方传播。发射机可以被聚焦以将其信号传输到单个指定位置。同样地,接收机可以被聚焦以最大化信号接收。接收天线仍然可以检测可能干扰预期信号接收的非预期信号。为了避免信号干扰问题,多个用户不能在同一频率、同一方向同时发射无线电信号。一旦一个用户停止在一部分频谱上传输信号,另一个用户就可以立即重新使用它。频谱是稀缺的;在任何给定的时间和地点,一个频率的使用就排除了它用于任何其他目的。
常见电磁频谱频率段的应用
以下名称和解释由美国NSA定义:
- VLF:甚低频“哨声”的动态光谱仪。
- LF:立体波(SWAVES)利用无线电成像来研究日冕物质抛射。
- MF:非定向信标利用中频无线电频率向飞机传送方向信息。改进无定向信标技术。
- HF:QuickScat散射测量卫星捕捉地球上的海风模式图像。
- VHF:利用甚高频波段来研究海冰的厚度。
- UHF:使用超高频系统作为语音通信系统的备份。
- SHF:国防卫星通信系统卫星星座利用自聚焦频率为军方和政府传递重要信息。
- EHF:威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)的任务是通过制作各种天空地图来发现宇宙的几何学、内容和演化。
- Infraed:GOS卫星使用臭名昭著的技术来观察和跟踪飓风路径。
- UV:太阳和日光层天文台正在研究太阳——从核心到外日冕再到外风。
- X-ray:GOS卫星使用X射线成像仪(SXI)拍摄和研究太阳。
- Gamma Ray/Cosmic Ray:扫描不是利用伽马射线或宇宙射线来研究宇宙,而是利用X射线来研究伽马射线和宇宙射线。
- 3G四种标准和频段:CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA、WiMAX,1880MHz-1900MHz和2010MHz-2025MHz。
- 4G的频率和频段是:1880-1900MHz、2320-2370MHz、2575-2635MHz。
- 5G的频率和频段:3300-3400MHz(原则上限室内使用)、3400-3600MHz和4800-5000MHz