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電磁波的頻譜(一)來(lái)源:RFID射頻快報(bào) 2005-12-289:22:44不同頻段的電磁波的傳播方式和特點(diǎn)各不相同,所以它們的用途也就不同。在無(wú)線電頻率分配上有一點(diǎn)需要特別注意的,就是干擾問(wèn)題。因?yàn)殡姶挪ㄊ前凑掌漕l段的特點(diǎn)傳播的,此外再無(wú)什么規(guī)律來(lái)約束它。因此,如果兩個(gè)電臺(tái)用相同的頻率(F)或極其相近的頻率工作于同一地區(qū)(S)、同一時(shí)段(T),就必然會(huì)造成干擾。因?yàn)楝F(xiàn)代無(wú)線電頻率可供使用的范圍是有限的,不能無(wú)秩序地隨意占用,而需要仔細(xì)地計(jì)劃加以利用。所以在國(guó)外,不少人將頻譜看作大自然中的一項(xiàng)資源,提出頻譜的利用問(wèn)題。一、頻譜利用問(wèn)題所謂頻譜利用問(wèn)題包含兩方面的問(wèn)題。即:(1)頻譜的分配。即將頻率根據(jù)不同的業(yè)務(wù)加以分配,以避免頻率使用方面的混亂;(2)頻譜的節(jié)約。從頻譜利用的觀點(diǎn)來(lái)看,由于總的頻譜范圍是有限的,每個(gè)電臺(tái)所占的頻譜應(yīng)力求減少,以便容納更多的電臺(tái)和減少干擾。這就要求盡量壓縮每個(gè)電臺(tái)的帶寬,減小信道間的間隔并減小雜散發(fā)射。因?yàn)殡姶挪ㄊ窃谌騻鞑サ?,所以需要有?guó)際的協(xié)議來(lái)解決。不可能由某一個(gè)國(guó)家單獨(dú)確定。因此,要有專門的國(guó)際會(huì)議來(lái)討論確定這些劃分和提出建議或規(guī)定。同時(shí),出于科學(xué)的不斷發(fā)展,這些劃分也是不斷地改變的。在歷史上,關(guān)于頻譜分配的會(huì)議已有多次,如:1906年柏林,1912年倫敦,1927年華盛頓,1932年馬德里,1938年開(kāi)羅,1947年大西洋城和1959年日內(nèi)瓦會(huì)議。圖1ITU世界頻率分區(qū)圖1為1959年日內(nèi)瓦會(huì)議制定的將世界劃分為三個(gè)頻率分區(qū)示意圖。1區(qū)為歐洲和非洲;2區(qū)為北美洲和南美洲;3區(qū)為亞洲和澳洲。國(guó)際電信聯(lián)盟的總部設(shè)在瑞士的日內(nèi)瓦,其互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)址為:。二、頻率分配國(guó)際機(jī)構(gòu)現(xiàn)在進(jìn)行頻率分配工作的世界組織是國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)。其下設(shè)有:國(guó)際無(wú)線電咨詢委員會(huì)(CCIR),以研究有關(guān)的各種技術(shù)問(wèn)題并提出建議;國(guó)際頻率登記局(IFRB),負(fù)責(zé)國(guó)際上使用頻率的登記管理工作??紤]頻率的分配和使用主要根據(jù)以下各點(diǎn):(1)各個(gè)波段電磁波的傳播特性。(2)各種業(yè)務(wù)的特性及共用要求。其它還要考慮歷史的條件,技術(shù)的發(fā)展等等。三、無(wú)線電業(yè)務(wù)種類下面對(duì)使用無(wú)線電頻率的業(yè)務(wù)做簡(jiǎn)單的介紹:定點(diǎn)通信業(yè)務(wù):定點(diǎn)之間進(jìn)行通信的業(yè)務(wù)。航空定點(diǎn)通信業(yè)務(wù):為航空的安全飛行所需用的定點(diǎn)通信。廣播業(yè)務(wù):包括電聲廣播和電視廣播。電聲廣播的頻帶寬為10千赫,電視的頻帶寬為8兆赫(某些國(guó)家為6兆赫)。移動(dòng)通信業(yè)務(wù):在移動(dòng)電臺(tái)(車載、艦載、機(jī)載等等)與陸上電臺(tái)之間或移動(dòng)電臺(tái)之間的無(wú)線電通信。航空移動(dòng)通信業(yè)務(wù):在航空臺(tái)站與飛機(jī)電臺(tái)之間的通信,或飛機(jī)之間的通信。航海移動(dòng)通信業(yè)務(wù):在岸-船之間,或船舶之間的無(wú)線電通信。陸上移動(dòng)通信業(yè)務(wù):在陸上移動(dòng)臺(tái)與基臺(tái)之間或陸上移動(dòng)臺(tái)之間的無(wú)線電通訊。無(wú)線電導(dǎo)航業(yè)務(wù):無(wú)線電導(dǎo)航(包括海上和空中導(dǎo)航)、測(cè)向等業(yè)務(wù)。它要求穩(wěn)定地、不間斷地工作,并且不允許存在盲區(qū)(靜區(qū))。無(wú)線電定位業(yè)務(wù):一般指雷達(dá)??臻g通信業(yè)務(wù):在地面站與空間站(衛(wèi)星或宇宙飛船)之間或在空間站之間的通信。無(wú)線電天文學(xué)業(yè)務(wù):就是供無(wú)線電天文學(xué)用的一種業(yè)務(wù)。無(wú)線電天文學(xué)主要是觀察星體輻射來(lái)的電磁波,例如觀察單原子氫的輻射(1420.405MHz)等等。氣象業(yè)務(wù):氣象用的無(wú)線電通信,例如播發(fā)氣象報(bào)告等等。業(yè)余無(wú)線電業(yè)務(wù):在國(guó)外,有業(yè)余無(wú)線電愛(ài)好者進(jìn)行無(wú)線電通信或研究。這些在國(guó)際上是被認(rèn)可的,并指定適當(dāng)?shù)念l率。標(biāo)準(zhǔn)頻率業(yè)務(wù):發(fā)送高度準(zhǔn)確的供科學(xué)技術(shù)上使用的標(biāo)準(zhǔn)頻率。授時(shí)信號(hào)業(yè)務(wù):由天文臺(tái)播發(fā)的高度準(zhǔn)確的授時(shí)信號(hào)。工、科、醫(yī)用頻率:在工業(yè)上、科學(xué)或醫(yī)療上往往需要用高頻率的電流。由于它們的功率往往很大,為了防止它們對(duì)通信的干擾,現(xiàn)在也劃出一定的頻率給它們使用。上述的第(11)、(12)、(14)、(15)項(xiàng)業(yè)務(wù)是公認(rèn)不應(yīng)該被干擾的。因此,分配給這些業(yè)務(wù)使用的頻率,其它業(yè)務(wù)不應(yīng)該使用,或只在不干擾的條件下才能使用。無(wú)線電頻率通常按頻率高低(即波長(zhǎng)的長(zhǎng)短)來(lái)劃分波段。波段的劃分標(biāo)準(zhǔn)不完全統(tǒng)一,有幾種稍有不同的劃分方法。波段的劃分通常如表1所示。

此外,在微波頻段還流行著一種基于波長(zhǎng)劃分頻段的方法,如表2所示。這種劃分最早是基于軍用雷達(dá)工作頻率(波長(zhǎng))保密的需要而制定的,人們只論及某雷達(dá)的工作頻率所處的工作頻段,而不特指其具體的工作頻率。其后又將微波元器件的工作頻率范圍與這種劃分進(jìn)行了某種形式的掛鉤。表3給出了微波頻段新舊名稱對(duì)照表。主要信息來(lái)源于參考資料:[1]江林.無(wú)線電波傳播概要及頻譜利用.北京:國(guó)防工業(yè)出版社,1974[2]劉瑞揚(yáng)王毓民.鐵路車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)原理及應(yīng)用.北京:中國(guó)鐵道出版社,2003面將按波段劃分來(lái)討論各波段的特點(diǎn)及其頻率分配。一、 10?200千赫頻段該頻段屬于甚長(zhǎng)波和長(zhǎng)波的波段,因其傳播特性相近,故并在一起討論。該波段可以用天波和地波傳播,而主要以地波傳播方式為主。因地波傳播頻率愈高,大地的吸收愈大,故在無(wú)線電的早期是向低頻率的方向發(fā)展。天波是靠電磁波在地面和電離層之間來(lái)回反射而傳播的。該波段的特點(diǎn)是:(1)傳播距離長(zhǎng),在海水上應(yīng)用數(shù)千瓦的功率可以實(shí)現(xiàn)3000公里的通信。所以目前還有很多海岸電臺(tái)使用長(zhǎng)波通信(30?200千赫)。用10?30千赫可以實(shí)現(xiàn)特遠(yuǎn)距離的通信。(2)電離層擾動(dòng)的影響小。長(zhǎng)波傳播穩(wěn)定,基本沒(méi)有衰落現(xiàn)象。(3)波長(zhǎng)愈長(zhǎng),大地或海水的吸收愈小,因此適宜于水下和地下通信。但是它的缺點(diǎn)也是明顯的:(1)容量小。長(zhǎng)波整個(gè)頻帶寬度只有200千赫,因此容量有限,不能容納多個(gè)電臺(tái)在同一地區(qū)工作。(2)大氣噪聲干擾大。因?yàn)轭l率愈低大氣噪聲干擾愈大(大氣干擾也和地理位置有關(guān),愈近赤道、干擾愈大)。(3)需要大的天線。該波段頻率的分配情況。根據(jù)國(guó)際規(guī)定,10?200千赫主要用于無(wú)線電導(dǎo)航(航空和航海)、定點(diǎn)通信、海上移動(dòng)通信和廣播。被指定的導(dǎo)航用頻率為10?14千赫以及70?130千赫。這是作為遠(yuǎn)距離導(dǎo)航用的,主要是因?yàn)殚L(zhǎng)波傳播遠(yuǎn),且無(wú)盲區(qū)。在導(dǎo)航系統(tǒng)中,盲區(qū)是不允許的。在70?130千赫工作的有勞蘭一C系統(tǒng)和臺(tái)卡(Decca)系統(tǒng)。海上移動(dòng)通信主要用于岸-船通信。由于長(zhǎng)波的可靠性高,因此,當(dāng)容量不是主要的,而要求高可靠性的遠(yuǎn)距離通信時(shí),就要用這個(gè)頻段,并且特別適宜在極區(qū)的岸-船通信。船-岸通信通常不用此頻段,因船上位置有限,不能得到高的天線效率。幾乎整個(gè)波段部分都分配作定點(diǎn)通信用,這在目前是作為短波通信的備份使用的,以便在電離層受到干擾時(shí)使用。目前看來(lái)這種需要性已逐漸減小,除了少數(shù)地區(qū)外,大多數(shù)地區(qū)已不用,最后這種用途將被放棄。在歐洲和非洲,還用150?200千赫作為廣播用頻段。這種長(zhǎng)波廣播電臺(tái)的特點(diǎn)是,不論白天黑夜都有相當(dāng)大的穩(wěn)定的服務(wù)區(qū)域。還有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)頻率的播送規(guī)定在20千赫。軍事上,長(zhǎng)波是有用的,主要是地下(坑道)通信可以考慮用這個(gè)頻段。這一波段的主要缺點(diǎn)是容量小,天線的尺寸大。因此,地下通信現(xiàn)在仍多數(shù)采用短波。二、 200?3000千赫頻段該頻段主要是中波。在中波,電磁波主要的傳播方式是地波傳播。在這一頻段的低端比高端傳播得更好。出于頻率增高,地面的情況差別已不太顯著。在白天,天波基本上為電離層D層)所吸收,所以不能靠天波傳播。但到夜間,由于D層消失,由E層反射,天波傳播可以達(dá)到相當(dāng)大的距離,但它也是干擾那些用地波傳播業(yè)務(wù)的一個(gè)干擾源。該頻段的特點(diǎn):主要靠地波傳播,中等傳播距離(數(shù)十到數(shù)百公里),信號(hào)穩(wěn)定。該頻段主要用于廣播、無(wú)線電導(dǎo)航、海上移動(dòng)通信、地對(duì)空通信。由于中波傳播的特點(diǎn),特別適宜于地區(qū)性的廣播業(yè)務(wù)。535~1605千赫是國(guó)際規(guī)定的廣播段。在該頻段中,200~415千赫為短距離用的無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng),其中285?325千赫、405?415千赫為航海導(dǎo)航用,其余均為航空導(dǎo)航用。另外,有1800?2000千赫作為羅蘭A系統(tǒng)用。該頻段的海上移動(dòng)通信,是在無(wú)線電發(fā)展的早期就安排了的,即415?525千赫,其中500千赫固定為海上遇難呼救頻率,其它任何業(yè)務(wù)不得使用。為了可用較小的天線設(shè)備,海上小艇用此頻段的高端,即1800?2000千赫。最早的航空移動(dòng)通信,即地對(duì)飛機(jī)的通信,就是使用2850?3025千赫。現(xiàn)在許多國(guó)家都已將它移到甚高頻(米波)頻段中去了。但這一個(gè)頻段仍是需要的,特別是當(dāng)通信路徑包含大量水面時(shí)。標(biāo)準(zhǔn)頻率在本波段有2500千赫。由于歷史的原因,該頻段的電臺(tái)顯得過(guò)于擁擠,所以應(yīng)該把一些業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到其它更合適的頻率去。例如,航空和航海的移動(dòng)通信就應(yīng)該移出去,而更合理地更新分配該段頻率。[NextPage]三、3?30兆赫頻段該頻段為短波波段。短波電離層通信簡(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn),成本低,可用小功率和小得多的天線實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信,這是其優(yōu)點(diǎn)。但是短波也有嚴(yán)重的缺點(diǎn),即通信不穩(wěn)定。要維持全日通信必須更換數(shù)個(gè)頻率。由于電離層的11年周期的影響,當(dāng)太陽(yáng)活動(dòng)性大的時(shí)候,可以用到3?30兆赫,而當(dāng)太陽(yáng)活動(dòng)性最小的時(shí)候只有3?15兆赫能夠應(yīng)用。所以短波通信必須具有全波段的頻率才能適應(yīng)。同時(shí),短波還有嚴(yán)重的衰落,必須采用分集接收才能得到較穩(wěn)定的通信。通常采用頻率分集,這就是說(shuō)需要占用兩個(gè)頻率,這對(duì)本來(lái)已經(jīng)擁擠的短波波段是一個(gè)困難的問(wèn)題。此外它還受電離層擾動(dòng)的影響,大氣等自然干擾也比較大。短波通信時(shí),使用某一頻率,利用天波只能到達(dá)某一距離以外(因?yàn)槿绻嚯x再近,必須提高仰角,這時(shí)電磁波將穿過(guò)電離層而不反射回來(lái)),而地波傳播又只能到達(dá)較近的距離。所以,在這兩個(gè)距離之間,既收不到地波也收不到天波,稱為盲區(qū)或靜區(qū)(圖1)。這是短波波段所特有的。因此短波波段不能用于導(dǎo)航。在短波波段,利用地波傳播通信是很少的,因?yàn)槎滩úǘ蔚牡夭▊鞑O近,稍遠(yuǎn)一點(diǎn)衰減就極大。因此,除軍用戰(zhàn)術(shù)小型電臺(tái)還采用短波地波通信外,其它地方是很少采用的。由于歷史的原因,短波存在的問(wèn)題是波段太擁擠。同時(shí)由于短波傳播遠(yuǎn),它又容易產(chǎn)生互相干擾,因此,頻譜利用是一個(gè)問(wèn)題。當(dāng)前解決的辦法是:(1)采用單邊帶,把現(xiàn)有的短波電臺(tái)都改為單邊帶。CCIR已建議在1973年以前把全部移動(dòng)電臺(tái)都改為單邊帶.而固定電臺(tái)超過(guò)100瓦的則在1967年以前己全部改為單邊帶。(2)把不是必需在本波段的定點(diǎn)通信業(yè)務(wù)都移出這個(gè)波段。短程廣播不允許再在這個(gè)波段開(kāi)設(shè)。短波主要用于定點(diǎn)通信、航海和航空移動(dòng)通信、廣播、熱帶廣播及業(yè)余無(wú)線電等。定點(diǎn)通信分配于這個(gè)波段的比較多,共有25段,分布于整個(gè)波段之內(nèi),這里就不一一列舉。由于這一波段電臺(tái)太擠,互相干擾,因此已采取措施。例如將100瓦以上的電臺(tái)均改為單邊帶制,或改為獨(dú)立邊帶制。并建議將一部分高頻固定通信業(yè)務(wù)改用100兆赫以上的多路系統(tǒng)或改用電纜通信。航海和航空移動(dòng)通信航海用的移動(dòng)通信用于船岸之間,范圍從4063千赫至27.50兆赫,共分十段。主要用于遠(yuǎn)距通信。航空用的遠(yuǎn)程通信使用高頻頻率,因?yàn)樵陲w機(jī)上遠(yuǎn)程通信必須靠電離層反射,用超短波不能達(dá)到這么遠(yuǎn)。用較低的頻率,則飛機(jī)上不允許裝大體積的天線,所以一般用短波波段(分為航線業(yè)務(wù)和非航線業(yè)務(wù)),范圍從2.852兆赫到l8兆赫。為了不致干擾其它業(yè)務(wù),經(jīng)過(guò)國(guó)際協(xié)議,大都限制在一個(gè)范圍不大的窄頻帶內(nèi)。這種業(yè)務(wù)使用的電臺(tái)要求在1973年全部改為單邊帶。廣播業(yè)務(wù)短波波段是遠(yuǎn)程廣播的唯一合適的波段。國(guó)際協(xié)議劃給短波廣播的共七段,即5.95?6.2兆赫,9.5?9.77兆赫,11.7?11.975兆赫,15.1?15.45兆赫,17.7?17.9兆赫,21.45?21.75兆赫,25.6?26.1兆赫。另有7.1?7.3兆赫是供東半球國(guó)家使用的。這一頻段特別擁擠,根據(jù)1963年統(tǒng)計(jì),在這些頻段內(nèi)共有130個(gè)國(guó)家和地區(qū)的2000部短波廣播發(fā)射機(jī)。其中55%是對(duì)國(guó)外廣播的,現(xiàn)在就更擁擠了。熱帶廣播業(yè)務(wù)在熱帶地區(qū),大氣干擾相對(duì)很大,中波廣播的干擾噪聲水平很高,所以本地廣播也用短波波段(5兆赫以下)。有三個(gè)波段分配給它們,即3.2?3.4兆赫,3.9?4.0兆赫,4.75?5.06兆赫。為了保證它們的地區(qū)性而不干擾其它通信,這些電臺(tái)的最大輻射方向必須是向上的。車輛移動(dòng)電臺(tái)這一部分只占短波頻譜的極小部分。它通常作為近距通信,現(xiàn)在建議將此部分業(yè)務(wù)移到甚高頻或特高頻(米波及分米波)波段中去。業(yè)余無(wú)線電業(yè)務(wù)業(yè)余無(wú)線電業(yè)務(wù)在國(guó)外是特有的,所以國(guó)際上也劃分一部分頻帶供業(yè)余無(wú)線電愛(ài)好者使用。這部分電臺(tái)也被建議向超高頻波段移動(dòng)。工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療業(yè)務(wù)在這個(gè)頻段為工、科、醫(yī)業(yè)務(wù)劃出兩個(gè)頻率來(lái),13.56兆赫和27.12兆赫(兩者是諧波關(guān)系),并被嚴(yán)格限制在這兩個(gè)頻率上。其次,在這個(gè)頻段還有標(biāo)準(zhǔn)頻率業(yè)務(wù)。其頻率為5兆赫、10兆赫、15兆赫、20兆赫和25兆赫。四、30?1000兆赫頻段這一波段是甚高頻(米波)和特高頻(分米波)的一部分。這一波段是一個(gè)“中間”波段。它基本上不能被電離層反射,但在米波波段的低端還可以被反射(在太陽(yáng)活動(dòng)性高的年份以及E1層),一般在60兆赫以下。這往往也是構(gòu)成干擾的一個(gè)原因。地波傳播的距離更短,但是軍用戰(zhàn)術(shù)電臺(tái)還有用地波作短距離通信的。主要是用這個(gè)波段的低端。在該頻段起主要作用的傳播方式是視距內(nèi)的空間波傳播,以及對(duì)流層散射和電離層散射。和高頻波段相比,該頻段的優(yōu)點(diǎn)是,對(duì)于低容量系統(tǒng)可以用小尺寸天線。明顯地,這種特點(diǎn)特別適宜于移動(dòng)通信。在無(wú)線電中繼系統(tǒng)中,采用較高一些頻率,雖然傳播損耗增加,但是高的天線增益可以補(bǔ)償這部分損耗。因此,采用這個(gè)頻段的高頻端是合適的,而且容量也可增大,可以通過(guò)更多的路數(shù)。對(duì)流層散射在某些場(chǎng)合代替了無(wú)線電接力系統(tǒng),因?yàn)樗梢圆挥弥欣^站,一跳數(shù)百公里,同時(shí)還可具有大容量(多路傳輸),而這在低頻率是不可能的。該頻段頻率的分配情況。主要分配在廣播、陸上移動(dòng)通信、航空移動(dòng)通信、海上移動(dòng)通信定點(diǎn)通信、空間通信、雷達(dá)等。廣播業(yè)務(wù)調(diào)頻廣播分配在88?108兆赫,而電視廣播則分配在41?100兆赫,170?216兆赫,470?960兆赫(各個(gè)國(guó)家有所不同)。陸上移動(dòng)通信主要是車輛電臺(tái)或背負(fù)電臺(tái)使用,其主要頻段在500兆赫以下。在較低頻率端,由于大氣噪聲干擾較大,故不宜在城市中應(yīng)用(因城市人為噪聲電平也高)。城市中宜用在450兆赫左右。航空移動(dòng)通信空對(duì)地通信使用118?139兆赫。它們?yōu)榻嘁苿?dòng)通信,以視距方式進(jìn)行。當(dāng)飛行高度為1500米時(shí),視距約為130公里。當(dāng)高度為12000米時(shí),約為320公里。這種通信大都采用預(yù)調(diào)波道方式接通無(wú)線電話。海上移動(dòng)通信主要用于港內(nèi)水路上、海港范圍內(nèi)或公海上船舶之間(短距)通信。其中156.8兆赫為國(guó)際規(guī)定的甚高頻段呼救頻率。定點(diǎn)通信幾乎在30?1000兆赫的整個(gè)范圍內(nèi)都有。其工作方式有視距、對(duì)流層散射和電離層散射多種。但是從目前看,工作在這個(gè)頻率范圍內(nèi)的電臺(tái)增加不快。原因是,如果工作在大于1000兆赫的頻率,其天線增益大大提高,而且大容量,容易多路化,對(duì)干擾的控制也容易些。所以頻率采用在1干兆赫以上的電臺(tái)更多一些。電離層散射則工作在30?60兆赫的范圍,最小的通信距離為1200公里。它要求高功率和大天線,這是其缺點(diǎn),但它能比高頻的天波傳播提供更可靠的通信。對(duì)流層散射則用米波和分米波進(jìn)行超視距的遠(yuǎn)距離通信,它比短波信道優(yōu)越,它可以一跳遠(yuǎn)達(dá)800公里(此時(shí)幾個(gè)話路),或在較近的距離上傳送120話路??臻g通信目前分配在此波段的有:136?137兆赫——空間研究的遙測(cè)和跟蹤用。137?138兆赫一一操作系統(tǒng)的遙測(cè)和跟蹤用。400?401兆赫——供氣象衛(wèi)星用。401?402兆赫——供空間遙測(cè)用。航空導(dǎo)航等應(yīng)用108?118兆赫分配給盲目著陸系統(tǒng)。75兆赫為航空機(jī)場(chǎng)信標(biāo)用。420?460兆赫為無(wú)線電高度計(jì)用。無(wú)線電天文學(xué)用只指定了幾個(gè)窄波段供無(wú)線電天文學(xué)使用,即38、80、405、610兆赫等。其它還有雷達(dá)(指定在216?225、400?450、890?942兆赫)、業(yè)余無(wú)線電,及標(biāo)準(zhǔn)頻率和授時(shí)信號(hào)業(yè)務(wù)。工、科、醫(yī)用頻率則指定為40.68兆赫。[NextPage]五、1000?10000兆赫頻段該頻段屬于分米波到厘米波的波段(30厘米至3厘米)。在1959年日內(nèi)瓦舉行的無(wú)線電會(huì)議上,已經(jīng)將此波段分配給定點(diǎn)及移動(dòng)通信、導(dǎo)航、雷達(dá)、氣象、無(wú)線電天文學(xué)、空間通信業(yè)余無(wú)線電和工、科、醫(yī)使用。該頻段的傳播特點(diǎn)是視距傳播,大氣噪聲低,但在某些頻率區(qū)域(3厘米波長(zhǎng)),大氣(水汽)吸收比較大。另外,該頻段也用散射方式傳播。由于該頻段尚不太擁擠,因此,目前的分配問(wèn)題不大。該頻段頻率的分配情況。定點(diǎn)通信和移動(dòng)通信業(yè)務(wù)在該頻段范圍,主要是無(wú)線電微波接力系統(tǒng),多以極大容量進(jìn)行。另外,由于對(duì)流層散射通信的發(fā)展,也有很多固定通信站使用對(duì)流層散射。移動(dòng)通信在該頻段以車輛電臺(tái)形式出現(xiàn)的比較少,多數(shù)是屬于臨時(shí)性的定點(diǎn)通信(即屬于可運(yùn)式設(shè)備),運(yùn)動(dòng)中通信則極少使用這個(gè)波段。在該頻段中,由于沒(méi)有大氣噪聲的干擾,同時(shí)波長(zhǎng)短的天線的波束容易做得很窄,所以無(wú)線電導(dǎo)航和雷達(dá)特別合適。在1000?10000兆赫的范圍內(nèi),有18%分配給導(dǎo)航用,而有30%分配給雷達(dá)和定位。事實(shí)上,在該頻段的導(dǎo)航,基本上也是采用雷達(dá)技術(shù)。1.空間通信該頻段是空間通信的最重要的波段,這是因?yàn)檫@個(gè)頻段頻帶寬,可以容納大量的信道。同時(shí),目前無(wú)線電技術(shù)的發(fā)展和電磁波傳播的情況都適于這個(gè)波段。在3400?8500兆赫范圍內(nèi),共分配200兆赫供通信衛(wèi)星使用,它和小功率移動(dòng)通信共用。2.無(wú)線電天文學(xué)業(yè)務(wù)分配為1400?1427兆赫及16644?16684兆赫。這分別是對(duì)原子氫和氫氧根(OH)離子的輻射觀察的頻段。另外分配了2690?2700及4990?5000兆赫,供觀察連續(xù)頻譜的輻射之用。工、科、醫(yī)用頻率分配2450±50兆赫。六、 10000兆赫以上的頻段該頻段基本上是毫米波波段。目前只分配到40千兆赫(8毫米波長(zhǎng)),再高尚未作分配。10?30千兆赫的傳播情況基本上是光的傳播特性,但它的傳播損耗在高頻段的高端比低端的損耗要大,并受雨的影響較大。不過(guò)高的天線增益可以補(bǔ)償這部分損耗。目前這部分的低端比較適合無(wú)線電中繼(接力)通信、空間通信、雷達(dá)、導(dǎo)航、無(wú)線電天文學(xué)等應(yīng)用。從40干兆赫到3000千兆赫(這是光波的下限),除了激光以外,還未能很好的加以利用。有待于以后的研究和發(fā)展。七、 結(jié)論頻率的分配主要是根據(jù)電磁波傳播的特性(即各種信道的特性)和各種設(shè)備通信業(yè)務(wù)的要求而確定的,但是也要考慮一些其它因素。例如,歷史的發(fā)展,國(guó)際的協(xié)定,各國(guó)的具體政策目前使用的狀況和干擾的避免等。因此,國(guó)際的頻率分配雖然是確定了,但各國(guó)還可以在此基礎(chǔ)上根據(jù)自已國(guó)家的具體情況和政策,給以具體的分配。軍事上頻率的劃分,一般的原則是相同的。但是由于軍用的范圍廣,要求高,所以主要是根據(jù)通信手段的要求和信道傳輸特性來(lái)決定,而不完全受國(guó)際頻率分配的限制。但是有些頻率,如呼救等等,是不應(yīng)占用和干擾的。另外,由于民用已經(jīng)使用了這些頻率,因此,在選定頻率時(shí),也要考慮這些頻率的干擾。主要信息來(lái)源于參考資料:江林.無(wú)線電波傳播概要及頻譜利用.北京:國(guó)防工業(yè)出版社,1974劉瑞揚(yáng)王毓民.鐵路車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)原理及應(yīng)用.北京:中國(guó)鐵道出版社,2003因?yàn)樯漕l識(shí)別系統(tǒng)產(chǎn)生并輻射電磁波,所以這些系統(tǒng)被合理地歸為無(wú)線電設(shè)備一類,射頻識(shí)別系統(tǒng)工作時(shí)不能對(duì)其他無(wú)線電服務(wù)造成干擾或削弱。特別是應(yīng)保證射頻識(shí)別系統(tǒng)不會(huì)干擾附近的無(wú)線電廣播和電視廣播、移動(dòng)的無(wú)線電服務(wù)(警察、安全服務(wù)、工商業(yè))、航運(yùn)和航空用無(wú)線電服務(wù)和移動(dòng)電話等。射頻識(shí)別系統(tǒng)工作頻率的選擇,要顧及其他無(wú)線電服務(wù),不能對(duì)其服務(wù)造成干擾和影響。因而通常只能使用特別為工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療(ISM—Industrial-Scientific-Medical)應(yīng)用而保留的頻率范圍。這些頻率范圍在世界范圍內(nèi)是統(tǒng)一劃分的,如圖1所示。下面對(duì)ISM頻率范圍的各個(gè)頻段分別給以簡(jiǎn)單介紹。除了ISM頻率外,在135kHz以下的整個(gè)頻率范圍也是可用的(在北美洲和南美洲以及在日本:<400kHz),因?yàn)檫@里可以用較大的磁場(chǎng)強(qiáng)度工作,特別適用于電感耦合的射頻識(shí)別系統(tǒng)。對(duì)射頻識(shí)別系統(tǒng)來(lái)說(shuō),最主要的頻率是0?135kHz,以及ISM頻率6.78MHz、13.56MHz,27.125MHz、40.68MHz、433.92MHz、869.0MHz、915.0MHz(在歐洲不使用)、2.45GMHz、5.8GHz以及24.125GHz。一、 頻率范圍9?135KHZ135KHZ以下的范圍沒(méi)有作為工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)(ISM)頻率范圍保留,所以被其他無(wú)線電服務(wù)大量使用。根據(jù)這個(gè)頻段電磁波的傳播特性,占用這個(gè)頻率范圍的無(wú)線電服務(wù)可以相當(dāng)小的技術(shù)費(fèi)用連續(xù)地達(dá)到半徑為1000公里以上距離的無(wú)線通信。這個(gè)頻率范圍的典型的無(wú)線電服務(wù)是航空和航海導(dǎo)航無(wú)線電服務(wù)(LORANC、OMEGA遠(yuǎn)程導(dǎo)航系統(tǒng)、DECCA導(dǎo)航系統(tǒng))、定時(shí)信號(hào)和頻率標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)以及軍事無(wú)線電服務(wù)。所以,人們?cè)谥袣W用頻率 77.5kHz可以收到美國(guó)Mainflingen發(fā)射臺(tái)的時(shí)間信號(hào)。一個(gè)用這種頻率工作的射頻識(shí)別系統(tǒng)將使閱讀器周圍幾百米內(nèi)的所有無(wú)線電鐘都失效。為了防止這類沖突,未來(lái)的歐洲電感應(yīng)無(wú)線電系統(tǒng)的許可證條例220ZV122,在70至119kHz之間規(guī)定了一個(gè)保護(hù)區(qū),不允許射頻識(shí)別系統(tǒng)占用。二、 頻率范圍6.78MHZ頻率范圍6.765?6.795MHz屬于短波頻率。根據(jù)這個(gè)頻段電磁波的傳播特性,白天只能達(dá)到很小的作用距離,最多幾百公里。在夜間,可以橫貫大陸傳播。這個(gè)頻率范圍的使用者是不同類別的無(wú)線電服務(wù),例如,無(wú)線電廣播服務(wù)、氣象無(wú)線電服務(wù)和航空無(wú)線電服務(wù)以及新聞等這個(gè)頻率范圍在國(guó)際上已由國(guó)際電信聯(lián)盟指派作為ISM波段使用,并將越來(lái)越多地被射頻識(shí)別系統(tǒng)使用。三、 頻率范圍13.56MHz頻率范圍13.553?13.567MHz處于短波范圍中間。根據(jù)這個(gè)頻段電磁波的傳播特性,允許晝夜橫貫大陸聯(lián)系。這個(gè)頻率范圍的使用者是不同類別的無(wú)線電服務(wù)機(jī)構(gòu),例如新聞機(jī)構(gòu)和電信機(jī)構(gòu))。在這個(gè)頻率范圍內(nèi),除了電感射頻識(shí)別系統(tǒng)外,其它的ISM應(yīng)用還有遙控系統(tǒng)、遠(yuǎn)距離控制模型系統(tǒng)、演示無(wú)線電設(shè)備和傳呼機(jī)。四、 頻率范圍27.125MHz頻率范圍26.565?27.405MHz在整個(gè)歐洲大陸以及美國(guó)、加拿大分配給民用無(wú)線電電臺(tái)使用。允許發(fā)射功率高達(dá)4W的未注冊(cè)的和不收費(fèi)的無(wú)線電設(shè)備供私人用戶之間在遠(yuǎn)到30km的距離進(jìn)行無(wú)線電通信。介于26.565?27.405MHz之間的ISM波段大約處于民用電臺(tái)無(wú)線電頻帶的中間。除了電感耦合射頻識(shí)別系統(tǒng)之外,在這個(gè)頻率范圍內(nèi)的ISM應(yīng)用包括有:電熱治療儀(醫(yī)療用)、高頻焊接裝置(工業(yè)用)、遠(yuǎn)動(dòng)控制模型和傳呼裝置。在安裝工業(yè)用27MHz射頻識(shí)別系統(tǒng)時(shí),要特別注意附近可能存在的任何高頻焊接裝置。高頻焊接裝置產(chǎn)生很高的場(chǎng)強(qiáng),將嚴(yán)重干擾工作在同一頻率的射頻識(shí)別系統(tǒng),在規(guī)劃醫(yī)院的27MHz的射頻識(shí)別系統(tǒng)(例如出入系統(tǒng))時(shí),應(yīng)當(dāng)特別注意可能存在的電熱治療儀。五、 頻率范圍40.680MHz頻率范圍40.660?40.700MHz處于VHF頻帶內(nèi)較低端。電磁波的傳播限制為表面波,建筑物和其他障礙物造成的衰減并不明顯。鄰接于這個(gè)ISM波段的頻率范圍被移動(dòng)商業(yè)無(wú)線電系統(tǒng)(林業(yè)管理、高速公路管理)和電視廣播(VHF頻帶)占用。在這個(gè)頻率范圍內(nèi)的ISM的主要應(yīng)用是:遙測(cè)和遙控。目前沒(méi)有射頻識(shí)別系統(tǒng)工作在這個(gè)波段,它們屬于對(duì)這種類型的系統(tǒng)不適用的頻帶。在這個(gè)范圍的電感耦合射頻識(shí)別系統(tǒng)可達(dá)到的作用距離明顯地小于所有可供使用的較低的頻率范圍,而在這個(gè)頻率范圍內(nèi)的7.5m波長(zhǎng)肯定不適合構(gòu)建較小的和價(jià)格便宜的反向散射應(yīng)答器。六、頻率范圍433.920MHz頻率范圍430.050?440.000MHz在世界范圍內(nèi)分配給業(yè)余無(wú)線電服務(wù)使用。無(wú)線電業(yè)余愛(ài)好者用此頻率范圍進(jìn)行語(yǔ)言和數(shù)據(jù)傳輸以及經(jīng)過(guò)無(wú)線電中繼站或家用空間衛(wèi)星通信。在這個(gè)UHF頻率范圍內(nèi),波的傳播近似于光波。遇到建筑物或其他障礙物時(shí),將出現(xiàn)明顯的衰減和入射電磁波的反射。隨工作方式和發(fā)射功率的不同,無(wú)線電業(yè)余愛(ài)好者使用的系統(tǒng)可以達(dá)到30和300公里之間的距離。使用空

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