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無線圖傳模塊中頻率、波長、傳輸距離、傳輸速率之間的關係

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無線圖傳模塊中頻率、波長、傳輸距離、傳輸速率之間的關係

發布日期:2019-05-10 作者: 點擊:

頻率,波長,傳輸距離,傳輸速率等參數,是我們在選擇無線圖傳模塊時會參考重要的因素。那我們有沒有想過,它們之間的關係又是什麽呢?

 

一、波長越長穿透能力越強?波長越短貫穿能力越強?

是的,要區分穿透和貫穿這兩個概念。

波長越長,繞射的能力越強,例如無限電波可以繞過高樓大廈傳播、紅燈的燈光比綠光和黃光更能穿透霧靄傳播到遠處以提醒司機;

波長越短,波的能量越大,貫穿能力越強,例如X光可貫穿皮膚、骨骼,紫外線能殺死細菌、強的紫外線能引起皮膚癌、穿越電離層等

根據:波速=波長*頻率(頻率和波長成反比例關係),則,

f=230MHz,  波長越長,繞射能力越強,穿透能力越強,信號損失衰減越小,傳輸距離越遠,實現信號廣覆蓋。

f=1800MHz,波長越短,直射能力越強,貫穿能力越強,信號損失衰減越大,傳輸距離越短,殺傷力越強,實現信號局域覆蓋。

注意:(波粒二象性:波長越短,能量越大,穿透能力越強)

基礎知識:

1.波的頻率和波長滿足關係式:波速=波長×頻率,所以頻率不同的電磁波在真空中具有不同的波長。

2.電磁波在空間是向各個方向傳播的,所有這些電磁波僅在波長(或頻率)上有所差別,而在本質上完全相同,且波長不同的電磁波在真空中的傳播速度都是電磁波的傳播速度,即等於光速,是3x10e8米/秒。在空氣中和在真空中近似。

3.不同頻率(或不同波長)的電磁波的傳播速度都相同,電磁波的頻率愈高,相應的波長就越短。所以頻率較大的電磁波,波長較短。無線電波的波長最長(頻率最低),而射線的波長最短(頻率最高)。

4.無線電頻譜:通常無線電波所指的是從極低頻10KHz到極超高頻的頂點30GHz(Giga Hertz),因為超出這個範圍以外的無線電頻譜,其特性便有很大不同了,例如光線、X射線等,而在上述10KHz到30GHz,通常劃分成七個區域,參看下表,其中高頻3~30MHz就是我們通常所說的短波。

無線電頻譜的劃分:

極低頻 VLF Very Low Frequency頻率範圍 10KHz - 30KHz

低頻 LF(俗稱長波LW)Low Frequency 頻率範圍 30KHz - 300KHz

中頻 MF (俗稱中波MW)Medium Frequency 頻率範圍 30KHz - 3000KHz

高頻 HF (俗稱短波SW)High Frequency 頻率範圍 3MHz - 30MHz

極高頻 VHF(俗稱超短波,而頻率在88-108MHZ範圍的民用廣播則俗稱為調頻電台FM)Very High Frequency 頻率範圍 30MHz - 300MHz

超高頻 UHF Ultra High Frequency 頻率範圍 300MHz - 3000MHz

極超高頻 SHF Super High Frequency 頻率範圍 3000MHz - 30000MHz

5. 關於穿透性,波長越長,頻率越低,穿透性越好(衍射,入和出不是同一個微波粒子)。

6.頻率越高,波長越短,能量越大,穿刺能力越強(同物體內部穿過,入和出是同一個微波粒子,如X射線Y射線)。且頻率高帶寬大,傳輸速率高,傳播距離近(衍射能力弱,能量在穿刺工程中消耗)。

備注:

由於微波頻率很高,所以在不大的相對帶寬下,其可用的頻帶很寬(時域中時間相對越短,頻域中相對越寬),可達數百甚至上千兆赫茲。這是低頻無線電波無法比擬的。這意味著微波的信息容量大,所以現代多路通信係統,包括衛星通信係統,幾乎無例外都是工作在微波波段。另外,微波信號還可以提供相位信息,極化信息,多普勒頻率信息。這在目標檢測,遙感目標特征分析等應用中十分重要

微波的頻率範圍分為:

米波:波長10m→1m。頻率30MHz→300MHz。

分米波:波長10dm→1dm。頻率300MHz→3000MHz。

厘米波:波長10cm→1cm。頻率3000MHz→30000MHz。

毫米波:波長10mm→1mm。頻率3ooooMHz→300000MHz。

沿地麵傳播的無線電波叫地波,又叫表麵波。電波的波長越短,越容易被地麵吸收,因此隻有長波和中波能在地麵傳播。地波不受氣候影響,傳播比較穩定可靠。但在傳播過程中,能量被大地不斷吸收,因而傳播距離不遠。所以地波適宜在較小範圍裏的通信和廣播業務使用。

在無線信道通信中,頻率較低的電磁波趨於沿彎曲的地球表麵傳播,有一定的繞射能力。這種傳播方式成為地波傳輸。在低頻和甚低頻段,地波能夠傳播超過數百千米或數千千米

沿地麵傳播的無線電波叫地波。當天線架設較低,且其沿地麵方向為最大輻射方向時,主要是地波傳播。地波傳播的特點是信號比較穩定,基本上不受天氣的影響,但隨著電波頻率的升高,傳輸損耗迅速增大。因此,這種方式更加適合長波的低頻傳輸。


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