依據(jù)國(guó)際電信聯(lián)盟ITU-R的定義,無線電波(radio waves)為頻率在3000GHz以下,不用人工波導(dǎo)而在空間傳播的電磁波。無線電波都具有一定的頻率和波長(zhǎng),即位于無線電頻譜中的一定位置,并占據(jù)一定的寬度。無線電頻譜(radio spectrum)一般指3kHz~3000GHz頻率范圍內(nèi)發(fā)射無線電波的無線電頻率的總稱,無線電頻譜是電磁譜的一部分。
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一、頻段與波段
在早期版本的ITU-R《無線電規(guī)則》中,把整個(gè)無線電頻譜范圍分為14個(gè)頻段(頻段序號(hào)從-1到12),具體詳見下表1-1,也可用下圖1所示。但在近期版本的《無線電規(guī)則》(如2016版本、2020年版)中則是按下表1-2以遞增的整數(shù)列示,只分為9個(gè)頻段,即在原來的14個(gè)頻段中,選用了其中的頻段序號(hào)4~12的頻段。在這些表中圖中,同時(shí)給出了與頻段相對(duì)應(yīng)的波段名稱(相當(dāng)于米制的細(xì)分)。
表1-1:無線電頻譜范圍劃分表
表1-2:無線電頻譜范圍劃分表(簡(jiǎn)約版)
圖1:無線電頻段的劃分圖
下附錄1中給出了按表1-1中各頻段無線電波的傳播特性及業(yè)務(wù)應(yīng)用,共通信人參考了解。
附錄1:無線電波的波段劃分與其傳播特性
二、頻率的單位
1、單位的因由
無線電頻率以赫茲為基本單位,符號(hào)為Hz。它是為紀(jì)念發(fā)現(xiàn)電磁波的德國(guó)物理學(xué)家海因里希·魯?shù)婪?/span>·赫茲(Heinrich Rudolf Hertz )而得名,他于1888年首先證實(shí)了無線電波的存在,并對(duì)電磁學(xué)有很大的貢獻(xiàn),故頻率的國(guó)際單位制單位赫茲以他的名字命名。
2、單位的詞頭
頻率單位的詞頭:k = 千(103)、M = 兆(106)和G = 吉(109)。那么,Hz、kHz、MHz、GHz間的關(guān)系換算詳見下表2-2中。
表2-2:頻率單位間的換算
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3、頻率的表達(dá)方式
結(jié)合頻率單位及單位詞頭,依據(jù)《無線電規(guī)則》,頻率的表達(dá)方式應(yīng)為:
● 3000 kHz以下(包括3000 kHz),以kHz(千赫茲)表示;
● 3 MHz以上至3000 MHz(包括3000 MHz),以MHz(兆赫茲)表示;
● 3 GHz以上至3000 GHz(包括3000 GHz),以GHz(吉赫茲)表示。
根據(jù)上述頻率的表達(dá)式,結(jié)合表1-1和表1-2,如果表中的頻段序號(hào)用N來表示,則“頻段N”的頻率范圍是從0.3×10N Hz到3×10N Hz。
三、全球無線電頻率區(qū)域的劃分
為了頻率的劃分,ITU的《無線電規(guī)則》將全球劃分為三個(gè)無線電頻率區(qū),即第一區(qū)、第二區(qū)和第三區(qū),我國(guó)屬于第三區(qū),其分區(qū)圖詳見下圖3。三個(gè)區(qū)的含義在《無線電規(guī)則》中給以詳細(xì)的說明,包括其中的A、B、C線的定義。
圖3:ITU的全球無線電頻率區(qū)域劃分
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四、微波波段的代號(hào)與頻段劃分
1、由來:
下述的波段代號(hào)及相應(yīng)頻段的劃分,最早起源于雷達(dá)技術(shù),用于雷達(dá)工作波長(zhǎng)的區(qū)分。后來被空間無線電業(yè)務(wù)所引用,如衛(wèi)星通信等。但這種引用在國(guó)際電聯(lián)《無線電規(guī)則》中并不認(rèn)可或接受。因此,下述的波段代號(hào)及相應(yīng)頻段的劃分只是習(xí)慣上的做法。
2、劃分
從表1-1可以看出,從頻段序號(hào)9~12對(duì)應(yīng)的頻率范圍從300MHz到3000GHz的很寬的范圍,其對(duì)應(yīng)的波段稱為微波波段。為此,人們又對(duì)常用的微波頻段進(jìn)行了習(xí)慣上的細(xì)分,并用英文字母代稱,如C頻段、X頻段、Ku頻段等等(這里的頻段也可稱為波段)。而這種細(xì)分方法很不統(tǒng)一但大同小異,下表4-2-1為一種人們習(xí)慣上對(duì)微波波段的劃分方法(18種);表4-2-2為IEEE的劃分方法;表4-2-2為我國(guó)《中華人民共和國(guó)無線電頻率劃分規(guī)定》中給出的常用字母代碼與業(yè)務(wù)頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系,有11種,其中,字母代碼為“Q/V”、“E”和“W”的使用頻段和范圍是2023年版《中華人民共和國(guó)無線電頻率劃分規(guī)定》中新增的。
表 4-2-1:人們習(xí)慣上對(duì)微波頻段的細(xì)分和表稱方法
表 4-2-2:IEEE對(duì)微波頻段習(xí)慣上的細(xì)分和表稱方法
表 4-2-2:我國(guó)用字母代碼與業(yè)務(wù)頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系
五、關(guān)于ISM頻段
工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療(ISM)應(yīng)用的頻段是ITU-R專門規(guī)劃的頻段。工作于該頻段的設(shè)備特點(diǎn)是局限于相對(duì)小的應(yīng)用范圍(短距離),且射頻功率相對(duì)較小(微功率)。ITU-R規(guī)劃的ISM頻段并非是指無線電頻譜中的某一個(gè)頻段,而是給出了按《無線電規(guī)則》中腳注編號(hào)5.138和5.150要求的兩類頻段,共計(jì)12段頻段。
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六、頻率容限的要求
頻率容限(frequency tolerance)是指:電臺(tái)發(fā)射所占頻段中心頻率偏移指配頻率,或發(fā)射的特征頻率偏離基準(zhǔn)頻率的最大允許偏差。頻率容限以百萬分之幾(ⅹ10-6)或若干赫茲表示。在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 12572《無線電發(fā)射設(shè)備通用要求和測(cè)量方法》中,對(duì)于我國(guó)各種無線電業(yè)務(wù)發(fā)射設(shè)備(9kHz~40GHz頻段)頻率容限給出了基本要求合設(shè)計(jì)目標(biāo)。
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