原创 基础知识:波长/频率的关系及转换

2010-12-21 15:09 6590 2 2 分类: 消费电子

频率:广播电台的发射机是产生无线电波的原动力,那儿首先电流以极为快速地来回摆动,也就是产生振荡,经过发射机的放大和处理,这个讯号够强了,便输送到发射塔的天线,这里也就是实际产生无线电波的地方。参看图1所示,其中曲线代表强度与时间的关系,无线电波是沿着天线流动的电子所产生的,假设曲线的左边是起点,我们可以看出曲线从零点逐渐升高,然后又回到零点,这表示电流在天线上,从一端奔向另一端所产生的无线电波,而当电流从另一端奔回时,便产生了零点基线下方的曲线,这一来回就是一个周期。像图1曲线就是无线电波的频率,例如某MW电台是1,000,000周期/秒,但通常人们习惯把它缩减成1,000千赫(KHz),KHz是Kilo Hertz的缩写,中文称为千赫,意思就是一千个周期,但是在短波波段频率通常更高(3000-30000千赫),为了方便读写,通常用MHz(兆赫)来表示短波频率,MHz是英文Mega Hertz的缩写,而很多场合里,都把KHz及MHz混用,因此最好能分清楚这两种不同单位的意义及其换算,要把KHz转换成MHz时,只要把小数点向前移三位即可。例如:

     5900 KHz = 5.9MHz 18000KHz = 18 MHz 1 MHz = 1000 KHz = 1000,000 Hz 注意:对于调频广播,为了简便读写,也是用MHz(兆赫)来表示。 


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     波长:短波广播中常常听到的另一种称呼"米波段"或"公尺波段"(Meter Band),这指的就是波长,也就是从天线发射出去的电波一个周期之间的距离。假设图2中的无线电波是15MHz,那么它的波长指的就是从A点到B点的距离。如果每秒的周期数目加倍,就变成30MHz,也就是图3。观察图2、图3两波形,便可发现15MHz每周期中含有30MHz两个周期,也就是说频率愈高,波长就愈短。

     频率与波长的关系和转换:如何把波长转换成频率,或做相反的转换呢?虽然一个电台以固定的频率广播,但是 "波长"也常被拿来使用。例如,在说明短波传导状況时,使用31米波段,比使用"9500KHz到9900千赫/KHz"(这是在31米波段內规划用做国际短波广播的频率范围)简单多了。把频率换算成波长的的公式是波长(米)=300,000,000/频率(兆赫/MHz),分子300,000,000米是无线电波在大气中的传播速度(即光速),所以15兆赫(MHz)的波长是,波长=300000000/15000000=20米。 v=fλ, 对任何情况恒成立,其中v是波速,f是频率,λ是波长;从单位上来看,分别是 m/s,Hz(也就是1/s),m


        当然短波广播规定有许多的频率范围,要记住这些频率与相对的波长是挺麻烦的,但是只要抓住一个要领,便不成问题了。首先记得一个频率与波长的关系,例如15兆赫(MHz)是20米,然后频率增加一倍,波长便减半,相反的频率减半,波长便加倍。例如15MHz是20米,那么30MHz就是10米,而7.5MHz则是40米,这样就容易多了。

     如果上述太复杂,您也可以这样简单地理解:频率是用来表示某电台的精确位置;而波长却是用来表示该电台的大概频率位置,米波段是用来表示某小段频率范围。

     如19米波段表示频率15.10–15.60兆赫范围。(请参考后文的国际广播米波段表)



        无线电频谱:通常无线电波所指的是从极低频10KHz到极超高频的顶点30GHz(Giga Hertz),因为超出这个范围以外的无线电频谱,其特性便有很大不同了,例如光线、X射线等,而在上述10KHz到30GHz,通常划分成七个区域,参看下表,其中高频3~30MHz就是我们所讨论的短波。

     无线电频谱的划分:
     极低频 VLF Very Low 频率频率范围 10KHz - 30KHz
     低频 LF(俗称长波LW)Low 频率 频率范围 30KHz - 300KHz
     中频 MF (俗称中波MW)Medium 频率 频率范围 30KHz - 3000KHz
     高频 HF (俗称短波SW)High 频率 频率范围 3MHz - 30MHz
     极高频 VHF(俗称超短波,而频率在88-108MHZ范围的民用广播则俗称为调频电台FM)Very High 频率 频率范围 30MHz - 300MHz
     超高频 UHF Ultra High 频率 频率范围 300MHz - 3000MHz
     极超高频 SHF Super High 频率 频率范围 3000MHz - 30000MHz




      国际短波广播波段:全世界所有的无线电频率之使用,皆是由国际电信联合会所分配。国际电信联合会(ITU : International Telecommunication Union)是一个隶属于联合国的国际电信管理组织,定期召集各会员国开会决定无线电频率的分配及使用。而ITU所制定的国际短波广播波段共有13个。各米波段都有一定的频率范围,您也许会觉得奇怪,从2.3-26.1MHZ被分成13段,为什么不连贯在一起呢?这是因为:在高频的频谱內(3-30MHz),国际电信管理组织(ITU)有规定,除了国际短波广播外,还有很多其它通讯的用途。您可以很容易地在收音机说明书上找到米波段的划分表。

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