【火腿课堂】低频应用大揭秘 | GPS/WIFI/蓝牙/移动电话等高频无处不在,低频段还有人使用么?

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你使用的频率能有多低?

从电报到5G通讯,实际上是个关于频谱的故事。电话、电报、电视、网络、手机等深刻改变人类社会发展进程的发明,精确的折射出了人类掌握和使用频谱的能力。尽管更高的频率是趋势,但下面9个低频率应用的例子表明在无线电频谱的底部仍然活跃着。

作者:Lou Frenzel

翻译:朱轶 BG5WKP

我们经常关注微波或毫米波的文章,博客,广告和其他信息。毕竟,这就是现在大量日常使用的频段(微波大于1GHz,毫米波为30至300GHz)。我们大多数人每天使用这些超高频率,从1225 MHz的GPS到77 GHz的自动雷达,蓝牙,Wi-Fi,4G / 5G蜂窝电话等等。

仅仅因为它们为视频和非常高的数据速率信息传输等服务提供带宽,所以更高的频率占主导地位。不过,请记住,还有很多其他较低频谱仍在使用中。美国政府表示最低射频为3 kHz。哎呀妈呀,这不是一个音频?我想,如果它能辐射出去,美国联邦通信委员会希望对其进行监管。

毫无疑问,实际上似乎发生在9 kHz以下的无线电活动为零。但是高达30 MHz的频谱充满活力。这里只是对那里发生的事情的一个抽样:

60 kHz

是的,60 kHz。我不计前嫌。科罗拉多州的美国电视台WWVB发送精确的时间测量信号,任何人都可以用它来同步它们的时钟。我有一个“原子”手表和一个气象收音机,可以接收这个电台并同步它的信号,给我一个无法准确的时间。由于高传输功率(两个发射器中的每一个50kW)和VLF地波传播的性质,实现了完全的美国覆盖。美国电视台WWV还提供2.5,5,10,15和20 MHz的时间信号服务。

100 kHz

在20世纪90年代基于卫星的全球定位系统(GPS)系统出现之前,大多数海上和一些航空导航系统使用低频。广泛使用的远程导航系统Loran-C在100 kHz下运行。这种1940年就开始研发的设备早就使用在海洋航行上,但一直没有在内陆航行中大规模使用。后来,当GPS成为主要导航方法时,它逐渐被淘汰。今天,政府正在考虑一个名为eLORAN的增强版本,它将作为GPS的备份。

125/134 kHz

射频识别(RFID)标签使用这两种频率来跟踪物体和资产,如动物,库存,运输中的货物等。检测范围很短,例如从英寸到不超过几英尺。但它仍然有用。这些无源标签实际上是通过靠近读取器来启动的,该读取器发送由标签接收的信号,然后转换为DC以打开标签。然后标签发送其ID代码。

160/190 kHz

这是第15部分未经许可的160至190 kHz频谱,供任何人使用。最大功率为1瓦,短天线限制了范围。没有已知的应用程序,它主要用于实验。

136 / 475.5 kHz

美国联邦通信委员会最近为业余无线电操作授权了两个新频段。 从135.7至137.8 kHz的2200米频段。哎呦喂,只有2.1 kHz的带宽。另一个是从472到479 kHz的630米频段,带宽高达7 kHz功率限制为1瓦。由于地波传播,可以进行远程操作。这些频率的天线长度是荒谬的,从数百到数千英尺,迫使火腿实施缩短的线或环形天线。由于带宽受限,使用摩尔斯电码的连续波(CW)操作是通信模式的主要选择,尽管像PSK31等数字模式具有潜力。

535 / 1705 kHz

这是您可能认为是AM无线电广播频段的频率范围。它仍然存在且非常活跃。我们中的许多人每天都会收听4700个AM电台中的一个,用于他们的新闻,天气,体育,交通和评论,甚至还有一些音乐。为了获得合理数量的覆盖区域和观众以维持运营,白天使用高功率。美国最高允许功率为50千瓦,可将信号输出数百英里。到了晚上,一个50千瓦的清晰通道电台可以覆盖美国大部分地区。

3/30 MHz

在这个范围内有太多的东西要覆盖,但该地区发生了大量的业余无线电活动。该频段的传播是通过天波进行的,其中信号被电离层折射(反弹),使信号在跳过几次后可以在世界各地传播。这个频率范围还被军队和国家部门广泛用于使馆通信。在这种HF频谱中也发生了大量的国际AM短波广播。

2.7 / 10 MHz

这是高频主动极光研究计划(HAARP)的工作频率范围。该研究项目位于阿拉斯加,由美国空军发起,现由阿拉斯加费尔班克斯大学管理。它可以通过超过33英亩的180个交叉偶极子向大气层和电离层辐射高达3.6兆瓦的电力。其主要重点是研究电离层的性质,以改善该频率范围内的无线电通信。研究不适用于天气控制。

13.56 MHz

这是一种ISM(工业 - 科学 - 医学)频段。它的主要用户是短程近场通信(NFC)技术NFC发展缓慢,但现在已融入大多数智能手机中。主要应用程序是无线触摸支付。谁说低频不再是可行的无线设计选择了呢?

电台小叔BG5WKP表示,在即将畅游的5G的时代,我们不要忘记这些低频的作用,它和高频一起,勾画了整个完整的无线电频谱,等待着无数的热爱无线电的人们进行科学研究,去揭示一个又一个深藏在无线电频谱中的奥秘,而这一切都将彻底改变了我们的生活方式。

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