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无线通信中的频率

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无线通信中的频率Frequency in Wireless Communication北京邮电大学张健明1生活中处处存在电磁波海因里希•鲁道夫•赫兹Z1857年2月22日—1894年1月1日Z德国物理学家Z伟大贡献：证实了电磁波的存在（摘自百度百科）⚫为了纪念他，人们用他的名字“赫兹(Hz)”来命名各种波动频率的单位。

常用的频率单位还有千赫（KHz）、兆赫（MHz）、吉赫（GHz）等。

⚫在载带信息的电信号中，有时会包含多种频率成分；将所有这些成分在频率轴上的位置标示出来，并表示出每种成分在功率或电压上的大小，这就是信号的“频谱”。

电磁波的产生（摘自百度百科）磁能生电变化的电场和变化的磁场互相激发⚫周期性变化的电（磁）场在周围空间产生同频率周期性变化的磁（电）场，两者互为因果，从产生区域由近及远地向周围空间传播开去，就形成了电磁波。

⚫电场和磁场的变化频率即为电磁波的频率。

电磁波的频率、波长和波速c = l•fc: 波速，单位m/s；f: 频率，单位Hz，1兆赫(MHz)=1000千赫(KHz)=106赫兹(Hz)l: 波长，单位：m。

⚫电磁波的传播不需要介质，同频率的电磁波，在不同介质中的速度不同，真空中的电磁波速度为3 x108m/s;⚫电磁波在同种均匀介质中才能沿直线传播，若同一种介质是不均匀的，电磁波在其中的折射率也是不一样的，在这样的介质中是沿曲面传播的;⚫通过不同介质时，会发生折射、反射、衍射、散射及吸收等等。

电磁波的频率存在上限吗？⚫能量：普朗克发现，只有假定电磁波的发射和吸收不是连续的，而是一份一份地进行，计算的结果才能和试验结果相符。

这样的一份能量叫做能量子，每一份能量子等于hf，f为电磁波的频率，h为一常量，叫普朗克常数。

⚫最小可测长度：想要测量一个物体的位置，我们得用照在其上的光所得的反射。

如果对它的位置要测到很高的精确度，我们必须用更短波长的光子，这些光子的能量会更高。

如果能量高到一定程度，原则上它们撞到物体时可以产生“黑洞”。

这个黑洞可以吞噬掉光子，经典的引力和时空失效。

=1.6x10-36m。

⚫普朗克长度表示我们宇宙最小的有意义的长度：Lp=5.39x10-44s。

⚫普朗克时间表示我们宇宙最小可测的时间间隔：Tp理论上的频率上限：f=c/l=1.88 x 1043Hz。

马克思•普朗克（摘自百度百科）德国物理学家电磁波谱（摘自高考资源网）电磁波的分类8无线电波微波红外线可见光紫外线伦琴射线伽马射线⚫频率从几十Hz 到几十GHz ，常用于电视、广播、手机等。

⚫频率为几GHz ，常用于雷达、卫星通信⚫频率从1011到1014Hz ，热效应显著，常用于短距遥控、安检等⚫频率在1014Hz 左右，是人们所能感光的一个极狭窄的波段⚫频率从1014到1016Hz ，有显著的化学效应和荧光效应，常用于医学领域⚫频率从1016到1019Hz ，又称X 射线，穿透能力强，常用于医学诊断⚫频率从1019到1022Hz ，穿透能力强，有很强杀伤力，常用于高科技武器、肿瘤治疗域无线通信中的电磁波谱100~10km 甚长波3~30kHz 甚低频(VLF)1000~100km特长波300~3000Hz特低频(ULF)107~106m 超长波30~300Hz 超低频(SLF)天气中的雷暴、电网中的交流电属于极低频和超低频一般低频无线电波用于水下通信、军事通信、地质勘探等108~107m 极长波3~30Hz 极低频(ELF)频率范围频段名称波段名称波长范围应用10~1m 超短波（米波）30~300MHz 甚高频(VHF)100~10m 短波3~30MHz 高频(HF)1000~100m 中波300~3000kHz 中频(MF)低频：AM 广播、导航中频：AM 广播、高频信号经过变频而获得的一种信号高频：远距离定点通信、RFID 甚高频：RFID 、无线专网10~1km长波30~300kHz低频(LF)1~0.1m亚毫米波300~3000GHz至高频(THF)10~1mm 毫米波30~300GHz 极高频(EHF)10~1cm 厘米波3~30GHz 超高频(SHF)特高频：移动通信和广播电视超高域；卫星通信、广播、蜂窝电话极高频：气象雷达、射电天文、5G至高频：安检、空间通信、天文探测等1~0.1m 微波（分米波）300~3000MHz 特高频(UHF)中国频率资源分配情况遥测、遥控、数传223235铁路调度、专用通信450470TDD广电频段698806FDD中国电信C D M A825840FDD中国电信C D M A870885FDD中国移动G S M 889915中国联通G S M909FDD中国移动G S M934960中国联通G S M954政务物联数据专网14471467电信P H S1880TDD中国移动T D联通19001920FDD中国电信C D M A 2x中国联通G S M193519401955TDD中国移动T D201020252110FDD中国电信C D M A 2x中国联通W C D M A212521302145FDD中国移动G S M17101755中国联通G S M17351765中国联通F D D -L T E 中国电信F D D -L T E1780政务物联数据专网17851805FDD中国移动G S M1850中国联通G S M 1830中国联通F D D -L T E 中国电信F D D -L T E18601875TDD中国移动T D23202370中国联通T D -L T E2300中国电信T D -L T E2390TDD中国移动T D25752635中国联通T D -L T E2555中国电信T D -L T E2655MHz100 GHz 1 GHz30 GHzentu?3 GHz4 GHz5 GHz20 GHz100 GHz提高已分配频谱的利用率——认知无线电⚫一方面，频谱资源非常紧张，剩余可用频谱资源不多⚫另一方面，频谱利用率极低，据报道，美国纽约的频谱利用率仅为15%~20%，北京不到10%提高频谱利用率的关键技术——认知无线电：频谱感知频谱分析频谱决策检测可用频带，发现频谱空穴通过频谱感知得到并归纳频谱空穴的频谱特征根据用户的QoS 需求和决策准则，选出一组适合的频带https:///view/167a045033d4b14e84246870.html频谱拓展技术——毫米波通信⚫商用带宽分配在40GHz 以下比较窄，在40GHz 以上则达到几十GHz ；⚫通常来说，频率越高衰减越大；毫米波在35/90/110/ 220/340GHz 处有几个大气窗口，具有相对低的空气吸收衰减。

优势⚫可用频带宽，可提供几十GHz 带宽⚫波束集中，提高能效⚫方向性好，受干扰影响小劣势⚫路径损耗大，不适合远程通信⚫受空气和雨水等影响较大⚫绕射能力差，NLOS 受限⚫硬件实现复杂度高毫米波通信技术目前已实现10Gbps 的传输速率，据预测，未来毫米波通信速率可快于光纤速率https:///communications/millimeter-waves-will-expand-wireless-future频谱拓展技术—可见光通信优势⚫频谱资源丰富，不需管理机构授权⚫无电磁辐射，不易受干扰⚫室内可见光通信技术搭建的网络安全性更高⚫信号源为LED ，成本低，功耗低劣势⚫目前仅能实现单向通信⚫不具备改善室内可见光信号分布的有效途径可见光频谱带宽是无线电频谱带宽的万倍，理论峰值速率比现有的WiFi 快近100倍/s/blog_5eb6f0430102wwuj.html/s?id=1628713767803995333&wfr=spider&for=pc频率在传播过程中会改变吗？信号源∆lθ θA dB C⚫汽车在∆t 时间内自A 点以匀速运动到距离d 处的B 点，A 、B 两处与发射机间的距离差用∆l 表示；在S 点与A 、B 两点距离较远的条件下，可认为∠SAB 与∠SBC 近似相等，记为q ，则有：Δl ＝d cos θ=v Δt cos θ⚫由距离差引起的接收信号的相位差为Δφ=2πΔl λ=2πvΔt λcos θ⚫频差，即多普勒频移可以表示为f d =12π∗ΔφΔt =v λcos θ题1.生活中，我们发现一辆汽车鸣笛朝我们的方向开过来时，汽车喇叭发出的声音比平时我们听到的汽车鸣笛声要更尖锐一些；而当汽车鸣笛时是驶离我们的，喇叭声比平时要更低沉一些。

这是为什么？2.在时速为每小时300km的火车上，我们用5G手机上网。

若手机的发射频率是3000MHz，那么基站接收到的手机频率可能在什么范围？思考学好信号与系统低通高通路路通北京邮电大学信号与系统智慧教学研究组。

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中国无线电频率划分及主要用途

中国无线电频率划分及主要用途

中国无线电频率划分及主要用途一、无线电频率的划分1.低频（LF）和超低频（VLF）频段：主要用于水下通信和低频电力输电。

2.中频（MF）和高频（HF）频段：主要用于海事通信、航空通信和AM广播。

3.甚高频（VHF）频段：主要用于FM广播、电视广播及陆地无线通信。

4.超高频（UHF）频段：主要用于民用和军用的移动通信、无线电定位和微波通信。

5.极高频（SHF）和特高频（EHF）频段：主要用于雷达、卫星通信和卫星广播。

二、无线电频率的主要用途1.广播：广播是无线电频率应用的最主要用途之一、通过调频（FM）和调幅（AM）技术，广播电台能够将音频信号发送到广大的受众群体，包括AM和FM广播，还有数字广播（DAB）和卫星广播。

3.无线电测距和雷达：这一领域主要应用于空中交通管制、海上交通管制、预警系统、天气预报和军事领域等。

利用无线电信号的传播性质，无线电测距和雷达可以探测到目标的位置和距离。

4.卫星通信：利用卫星进行通信是一种重要的无线电频率应用。

通过将信号发送到卫星并再次传输到地面接收站，可以实现全球范围内的通信。

5.电视广播：无线电频率还被广泛用于电视广播。

通过电视台将音视频信号传输到不同的频道，观众可以通过电视机接收并观看电视节目。

6.无线电定位和导航：无线电技术还广泛应用于定位和导航领域。

包括GPS导航系统、雷达导航系统和无线电信标等，用于航空、航海、汽车导航和地理定位等。

7.空间科学和卫星观测：空间科学和卫星观测需要使用无线电频率进行数据传输和通信，以获取有关太阳系、地球和宇宙的信息。

总结：中国无线电频率划分主要参考国际电信联盟的规划，根据不同的频段和用途进行划分。

无线电频率的主要用途包括广播、通信、无线电测距和雷达、卫星通信、电视广播、无线电定位和导航、空间科学和卫星观测等。

这些应用广泛应用于民用和军事领域，为人们的生活和工作提供了重要的支持和便利。

频率频段的划分

频率频段的划分

频率频段的划分
频率是我们日常生活中经常接触到的概念，也是电子通信领域中非常重要的一个参数。

频率可以被理解为周期性变化事件的重复率，通常用赫兹（Hz）作为单位来衡量。

频率越高代表每秒钟内发生的变化次数越多，电子器件的工作频率也会更高。

频率频段是指在无线电通信中，将连续的频率范围按照一定规则进行分类的方法。

以下是对频率频段的常见划分：
1. 低频（LF）：30kHz - 300kHz，主要用于低速数据传输、导航信号等短距离通信。

2. 中频（MF）：300kHz - 3MHz，用于广播电台、无线电通信等。

3. 高频（HF）：3MHz - 30MHz，用于短波广播、航空和海上通信等。

4. 甚高频（VHF）：30MHz - 300MHz，用于陆地通信、机载飞行通信等。

5. 超高频（UHF）：300MHz - 3GHz，用于军事通信、卫星通信、业余无线电通信等。

6. 极高频（SHF）：3GHz - 30GHz，常用于雷达、毫米波通信等。

7. 特高频（EHF）：30GHz - 300GHz，用于天文学研究、卫星通信等。

总的来说，频率频段的划分根据不同的频段有着不同的用途和应用。

了解和掌握不同频段的特性和应用，对于电子工程师和通信工作者而
言非常重要。

u段频率范围

u段频率范围

U段频率范围1. 什么是U段频率范围？U段频率范围是指无线电通信中的一个特定频谱范围，它属于超高频（Ultra High Frequency）范畴。

U段频率范围主要用于无线电通信和广播等应用领域，涵盖了一定的频率范围。

根据国际电信联盟（ITU）的规定，U段频率范围为300 MHz至3 GHz。

2. U段频率范围的应用领域2.1 无线电通信U段频率范围在无线电通信领域有着广泛的应用。

其中包括：•手机通信：U段覆盖了许多手机通信标准，如GSM、CDMA2000、WCDMA和LTE 等。

这些标准使得人们可以通过手机进行语音通话、短信发送和数据传输等功能。

•对讲机：对讲机是一种简单且实用的无线通信设备，常常用于建筑工地、物流仓库等场所进行短距离通讯。

U段频率可以支持对讲机的正常工作。

•蓝牙：蓝牙技术是一种短距离无线通信技术，广泛应用于各种消费电子产品中，如手机、耳机、音箱等。

U段频率范围内的蓝牙设备可以实现快速、稳定的数据传输和音频传输。

•无线局域网（Wi-Fi）：Wi-Fi技术是一种无线局域网技术，可以实现电脑、手机等设备之间的高速数据传输。

U段频率范围内的Wi-Fi设备能够提供稳定的网络连接。

2.2 广播U段频率范围也被用于广播领域。

其中包括：•调频广播：调频广播是指通过调制信号的频率来传输音乐和语音等信息的一种方式。

U段频率范围内有许多FM广播电台，它们通过调幅和调频技术将声音信号转换成无线电波进行传输。

•电视广播：在U段频率范围内，有许多电视台使用超高频进行信号传输。

这些电视台通过将图像和声音信息转换成无线电波来实现电视节目的传播。

3. U段频率范围的优势和挑战3.1 优势•良好的穿透能力：U段频率范围的无线电波在传输过程中有较好的穿透能力，可以穿透一定厚度的墙壁和障碍物，使得无线通信更加稳定。

•较低的信号衰减：相比于更高频率范围的无线电波，U段频率范围内的无线电波在传输过程中衰减较小，能够实现较远距离的通信。

无线通信系统各频段的特点

无线通信系统各频段的特点

无线通信系统各频段的特点大家好呀！今天咱就来好好唠唠无线通信系统各频段的那些特点，这可是个挺有意思的话题呢。

一、低频段（30kHz 300kHz）低频段就像是通信世界里的“稳健老将”。

它的波长比较长，能轻松地绕过一些障碍物，就好比一个灵活的小胖子，即使碰到点阻碍也不慌不忙地绕过去。

所以啊，它在地面波传播方面表现相当出色，信号能沿着地面传播得比较远。

比如说在一些远距离的航海通信中，低频段就大显身手啦，船只在茫茫大海上，靠着低频段的信号保持着和陆地的联系。

而且呢，低频段的信号相对稳定，受外界干扰比较小。

就像一个性格沉稳的人，不容易被外界的风吹草动影响。

这使得它在一些对信号稳定性要求较高的场合，比如一些早期的无线电广播中，也发挥了重要作用。

不过呢，低频段也有它的小缺点，那就是它能承载的信息量相对较少，就像一个小背包，装不了太多东西，数据传输速率比较低。

二、中频段（300kHz 3MHz）中频段呢，可以说是通信领域的“多面手”。

它的传播特性介于低频段和高频段之间。

一方面，它在地面波传播上也还不错，能传播一定的距离；另一方面，它还可以通过电离层反射来传播信号，就像是借助了天空中的一面大镜子，把信号反射到更远的地方。

中频段在广播通信中应用广泛，咱们平时听的很多电台广播就是利用中频段来传输信号的。

它能承载的信息量比低频段要多一些，就像一个稍微大一点的背包，可以装更多的“宝贝”啦。

而且它的接收设备相对来说也不是特别复杂，成本也比较适中，所以在很多场合都能看到它的身影。

不过呢，它也容易受到一些干扰，特别是在城市这种电磁环境比较复杂的地方，就像在热闹的集市里，容易被各种嘈杂的声音干扰一样。

三、高频段（3MHz 30MHz）高频段就像是通信世界里的“短跑健将”。

它的频率高，波长相对较短，所以它的传播方式主要是通过电离层反射和地面反射来实现的。

它能以较快的速度传播信号，数据传输速率比较高，就像一辆跑车，风驰电掣地把信息传递出去。