频谱定义及频谱资源的特性.doc

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1、频谱定义及频谱资源的特性1.        频谱的定义。我们对电磁波频谱最为熟悉的部分就是可见光。“频谱”这个术语实际上最初只限于光。物理学家在17至19世纪首先认识到白色光实际上是由从红到紫各种不同颜色的光组成的。因此，白色光是不同颜色的频谱。光像水池中的水波纹一样表现出波的特性，波峰之间的距离就称为波长。单位时间内通过某一点的波峰数就称为频率。因此光具有波长和频率，红色光的波长最长，频率最低，而紫色光的波长最短，频率最高。电磁频谱可以从可见光向两个方向发展，更高频率、更短波长的“光”包括紫外光、X射线以及宇

2、宙射线，而更长波长、更低频率的“光”则首先是红外线光，然后随着波长越来越短即是无线电波。理论和实践证明，当电子通过导线行进时其周围空间存在着电场和磁场，而且是随着时间而变化的，同时磁场的变化会产生电场，电场的变化也会产生磁场。交变的电磁场不仅存在于导体的周围，而且能够脱离其产生的波源向远方传播，这种以相同的频率向周围空间辐射传播的交变电磁场就称为电磁波。电磁波在空中以光速传播，即每秒中30万公里。1864年英国人麦克斯韦从理论上确定了电荷、电流、电场的关系，而且确定了电磁波的存在。1888年德国人赫兹使用来顿瓶

3、做放电实验，第一次由人工产生了波长为30厘米的电磁波，从而证明了麦克斯韦的理论，因此人们在很长一段时间都把电磁波叫做赫兹波，后来把频率的单位称为赫兹，直至今天。若用f表示频率，用V表示电磁波每秒钟传播的距离（米），用λ表示波长（米），则三者之间的关系为：f=V/λ，其中频率的单位是赫兹（Hz）或周/秒，也可用千赫（KHz）、兆赫（MHz）、吉赫（GHz）表示。它们之间的关系是：1KHz=1000Hz，1MHz=1000KHz，1GHz=1000MHz。2.        无线电频谱。电磁频谱中3000GHz以下

4、的部分称为无线电频谱。无线电频谱可用来进行声音和图像广播、气象预报、导航、无线电通信、灾害预报、报时等业务。根据无线电波传播及使用的特点，国际上将其划分为12个频段，而通常的无线电通信只使用其中的第4到第12个频度，无线电频谱和波段的划分如表1所示。表1序号频段名称频段范围（含上限）频段名称波长范围（含上限）1极低频（ELF）3~30Hz极长波100~10兆米2超低频（SLF）30~300Hz超长波10~1兆米3特低频（ULF）300~3000Hz特长波100~10万米4甚低频（VLF）3~30KHz甚长波10

5、~1万米5低频（LF）30~300KHz长波10~1千米6中频（MF）300~3000KHz中波1000~100米7高频（HF）3~30MHz短波100~10米8甚高频（VHF）30~300MHz米波10~1米9特高频（UHF）3~3000MHz分米波 10~1分米微波10超高频（SHF）3~30GHz厘米波10~1厘米11极高频（EHF）30~300GHz毫米波10~1毫米12至高频300~3000GHZ丝米波10~1丝米在电信领域中还经常使用更低的电磁频谱。为确定电信领域中频段的命名，把频段向低扩展到包括表

6、2所示的范围。表2频段标注号代号频率范围（含上限，不含下限）相应的米制表达-1ELF0.03~0.3Hz千兆米波00.3~3Hz百兆米波13~30Hz十兆米波230~300Hz兆米波对某些频段有时用字母来表示，而不是使用符号或缩写字符来表示，例如在雷达和空间通信的领域里，有些人使用了表3中所例的频段表达方式，但是在国际电信联盟（ITU）的出版物中未建议使用这些字符。表3字符雷达（GHz）空间通信（GHz）频谱范围例标称频率例L1~21.215~1.41.51.525~1.710S2~42.3~2.5;2.7~3

7、.42.52.5~2.690C4~85.25~5.854/63.4~4.2;4.5~4.8;5.85~7.075X8~128.5~10.5- Ku12~1813.4~14.0;15.3~17.311/14;12/1410.7~13.25;14.0~14.5K18~2724.05~24.252017.7~20.2Kn27~4033.4~36.03027.5~30.03.        无线电频谱资源的特性。无线电频谱是一种特殊的自然资源。说它是一种自然资源，是由于它具有一般资源的共同特性，像土地、水、矿山、森林一

8、样是国家所有的。但从国际范围来说，它又属于人类共有的、人类共享的。此外，它还具有一般自然资源所没有的如下特性：（1）      无线电频谱资源是有限的。包括红外线、可见光、X射线在内的电磁波的频谱是相当宽的，而无线电通信使用的频谱资源，最底可为3KHz，最高达3000GHz。更高的电磁频谱当然不是以3000GHz为限的，使用3000GHz以上电磁频谱的电信系统也在研究探索之中，但它最大