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頻率範圍

鎖定
頻率範圍,是一個有關波和通訊方面的詞語。又稱“頻率覆蓋”、“波段覆蓋”。如收音機頻率範圍表示收音機能夠接受哪些頻段範圍內的廣播。現行標準規定,各級收音機的中波段頻率範圍均不狹於535—1605KHz;短波段頻率範圍根據各級收音機要求不同,在1.6—22MHz範圍內選定。
中文名
頻率範圍
外文名
Frequency Range
性    質
範圍
屬    性
頻率
單    位
Hz(赫茲)

頻率範圍概念

頻率範圍,是一個有關波和通訊方面的詞語。
無線通信中使用的頻段只是電磁波頻段中很小的一部分,定義了無線電波的頻率範圍。
為了合理使用頻譜資源,保證各種行業和業務使用頻譜資源時彼此之間不會干擾,國際電信聯盟無線委員會(ITU-R)頒佈了國際無線電規則,對各種業務和通信系統所使用的無線頻段都進行了統一的頻率範圍規定。
這些頻段的頻率範圍在各個國家和地區實際應用時會略有不同,但都必須在國際上規定的這些範圍內。
按照國際無線電規則規定,現有的無線電通信共分成航空通信、航海通信、陸地通信、衞星通信、廣播、電視、無線電導航,定位以及遙測、遙控、空間探索等50多種不同的業務,並對每種業務都規定了一定的頻段。

頻率範圍通信的劃分

各種通信系統對使用信道的頻段還有一個選擇性與合理性分配問題,以便合理利用並儘量節省頻譜資源,滿足有效與可靠傳輸的要求。
對於有線信道,重要的是選擇不同的傳輸媒體和寬帶媒體的信道頻率複用。一般根據信道業務要求,考慮它們各所要求的前述有線信道(恆參)的性能特徵,如損耗、延時與相移特性,以及最低與最高截頻等,來確定頻段。
海底通信適於極長波段(極低頻段),則有很好的傳輸性能;任何基帶信號傳輸採用基帶信號帶寬為截頻的全部長波段(低頻段)。
比較複雜的問題是,各種無線通信要根據空間電磁波傳播特點,來選擇與適當分配工作頻段。ITU-R對頻譜分配進行了具體規則,各國各部門均科學而嚴格控制頻點使用。
電磁波由發射到接收的途徑大體分為三種:一是靠地面傳播的稱為“地波”;二是靠空間兩點間直線傳播的稱為“空間波”;三是靠地球上空的電離層反射到地面的單跳或多跳方式傳播,稱為“天波”。
沿地表傳播的地波,因沿地面電磁波跳躍性傳播產生感應電流,會受到地面這種非良導體衰減,且頻率越高集膚效應越大,損耗就越大。因此地波適於中長波和中波(即幾百千赫到數兆赫),如民用廣播從535kHz至1605kHz頻段(每10kHz一個節目)就是一例。
數兆赫到數十兆赫的短波(高頻段)適於天波傳播,收發間距離遠大於地波,可達數百公里到上千公里,這決定於天線入射角大小。上面已經提到,電離層會對反射的電磁波進行吸收、衰減,電離濃度越大則損耗越大,而這種因電離層隨機變化導致的電磁波起伏衰減就是衰落現象。
如果波長更短,即更高頻段,如數百兆赫到數個吉赫(109MHz)以上,則進入微波波段。這一頻段的電磁波,電離層的吸收很少,且不再被反射回地面。如衞星通信,電磁波可穿透電離層傳播到衞星。這種空間波傳播與光有類似性,不但直線傳播,而且電磁波也有繞射(衍射)作用,可以繞過一些局部障礙物。例如,微波接力屬地面點與點之間直線傳播,除了要受地面環境(沼澤、山、林等)一定影響外,天線不便架設過高,因此接力(中繼)段不過四、五十公里,通常稱為“視距”通信。
無線通信均需收發天線長度與波長λ 匹配的天線尺寸為 1/4·λ,因此利用全向天線的民用廣播的電台天線不可能穩定架設100多米。利用900MHz頻段的GSM手機天線,可以短至幾釐米長,為移動手機小型化便攜帶來很大方便。
全部無線通信均通過自由空間傳播,為了合理使用頻段,各地區各種通信又不致互相干擾,ITU科學地分配了各種通信系統所適用的頻段,各頻段頻率與其波長對應值及其名稱,由國際電信聯盟無線委員會(ITU-R)頒佈,各國、各地區、城市均設有相應無線電管理委員會,負責本國、本地區無線頻點的合理協調。

頻率範圍常用通信頻率

通信設備工作頻段
FM收音機:87.5-108MHz;
對講機:409.750-409.9875MHZ;
Wifi:412-2484MHZ;
GSM:890-915MHZ,935-960MHZ,1710-1785MHZ,1805-1880MHZ;
CDMA:825-871MHZ;
WCDMA(3G):1920-1980MHz,2110-2170MHz;
藍牙:2400MHz;
GPS:1575.42MHz,1227.60MHz。
通信頻段劃分
甚低頻(VLF)3 kHz~30 kHz,對應電磁波的波長為甚長波100 km~10 km。
低頻(LF)30 kHz ~300 kHz,對應電磁波的波長為長波10 km~1 km。
中頻(MF)300 kHz~3000 kHz,對應電磁波的波長為中波1000 m~100 m。
高頻(HF)3 MHz~30 MHz,對應電磁波的波長為短波100 m~10 m。
甚高頻(VHF)30 MHz~300 MHz,對應電磁波的波長為米波10 m~1 m。
特高頻(UHF)300 MHz~3000 MHz,對應電磁波的波長為分米波100cm~10 cm。
超高頻(SHF)3 GHz~30 GHz,對應電磁波的波長為釐米波10 cm~1 cm。
極高頻(EHF)30 GHz~300 GHz,對應電磁波的波長為毫米波10 mm~1 mm。
至高頻300 GHz~3000 GHz,,對應電磁波的波長為絲米波1 mm~0.1 mm。

頻率範圍機械波

可聽聲
長波段 [1]  (2.3M—11.4M,30—150HZ);
中長波(69CM—2.3M,150—500HZ);
中短波段(6.9CM—69CM,500—5000HZ);
短波段(1.7CM—6.9CM,5000—20000HZ)。
聽不見的聲
次聲波:>17m(<20Hz)
超聲波:<1.7cm(>20000Hz)
鋼琴
鋼琴的音域為A0~C8,換算為波長為8.2cm~12.5m,頻率為27.5~4186Hz。低音波長在2.9~4.3m(80~120Hz),聲音熱情,感覺熱烈、火熱,冰涼感波長4.3~13.7cm(2.5~8KHz),聲音隨音域的升高而變冰冷,2~8KHz這段頻率影響音色的冰涼度。如果這段頻率成分缺少,則音色會變得温暖;如果這段頻率成分過強,則會顯得冰冷。
參考資料
  • 1.    李大俊,翁愛華,楊悦,李斯睿,楊大方.用折線逼近法計算餘弦變換的頻率範圍討論[J].地球物理學進展,2014,29(04):1689-1694.