概述
电磁波,是指同相振荡,且互相垂直的电场与磁场,在空间中以波的形式传递能量和动量,其传播方向垂直于电场与磁场的振荡方向。
电磁波不需要依靠介质进行传播,在真空中其传播速度为光速。电磁波可按照频率分类,从低频率到高频率,主要包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。人眼可接收到的电磁波,波长大约在380至780nm之间,称为可见光。
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极低频 ELF 3KHZ以下 |
那么在电磁波传播过程中,高频低频传输的区别是什么呢?
(1)天线
一般而言,天线的长短和波长成正比,和频率成反比,频率越高,波长越短,天线也就可以做得越短 。有关天线的知识参考:http://www.rfsister.com/article/23533311.html
(2)衍射
频率高的无线电波衍射能力弱,就是说越是频率高的电波越依赖直线传播。频率低的无线电波衍射能力强,就是说越是频率低的电波绕开障碍物传播的能力越强。频率高的,能量高,传透能力强,这是因为能量高而穿过物体,是真正的透射。
理论上频率低的电波传播距离长。就好比短波无线电能传播上百甚至上千,乃至全球传播。频率高的电波传播距离相比较短。就好比调频广播基本不会跨省传播,更具体的就是手机基站之所以很多也是这个原因,(当然还有手机发射功率方面的原因)。
(3)传播途径
频率高低不同,传播的途径也不同,天波,地波,直线波等等,传播特性的探索向来都是无线电爱好者尝试实验的很大原由,虽有大体定论,但是影响传播的条件还是很复杂。
(4)电路和元器件
其余电路方面,低频振荡电路可以做得功率很大,像广播电台的动辄属千瓦的发射机。高频无线电设备由于能量大,工艺方面,不能做到像低频那么大的功率。就好比卫星的超高频转发器功率就不是很大,一方面就是元器件方面的原因,当然也有损失较小,电源功率有限等原因。
(5)频段
频段方面,低频较活跃,电台,广播,无线电通联等等。高频由于技术,设备原因及未探索区域太大(数百GHz甚至上千上万上兆GHz正在探索应用中),故还没有利用充分。
那么为什么无线电通信要将低频信号调制到高频传输呢?
- 基带信号频率低,波长长,当天线的长度为无线电信号波长的 1/4 时,天线的发射和接收转换效率最高,如果不调制到高频,天线需要做得很长;
- 空间中的频谱资源是有限的,每个信道都严格划分给固定用途,通过载波调制可以选择合适的信道进行传输;
- 高频要比低频传送的成本低效率高。利用高频的不同的载波,容易实现多路通信。
最后
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