什么是射频、微波和毫米波？

时间： 2024-05-24 来源：金航标（Kinghelm）官网

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射频（Radio frequency，缩写RF），是无线电频率的另一种称谓，它覆盖了从3kHz到300GHz的广阔频谱范围。虽然射频在学术定义上特指某一频率范围，但在日常生活中，它常被用作无线电（Radio）的代名词，以描绘那些依赖于无线技术进行通信的系统，例如射频识别（RFID）技术。

引用：Definition of RADIO FREQUENCY

Definition of radio frequency: any of the electromagnetic wave frequencies that lie in the range extending from below 3 kilohertz to about 300 gigahertz and that include the frequencies used for communications signals (as for radio and television broadcasting and cell-phone and satellite transmissions) or radar signals.

了解两类不同的电流，有助于了解射频。第一类是直流 (DC)。常见的家用电池就是一种直流电源。直流电源中产生的电压或电流量通常会在一段时间内保持恒定。第二类是交流 (AC)。

家用电源插座的电压或电流会随时间上升和下降。电流上升和下降的速率称为频率。频率描述每秒电流恢复初始电平之前经历完整的上升和下降周期的次数。每秒周期数的测量单位为 Hz。例如，如果电流在一秒内经历四个完整周期，则频率为 4 Hz。例如，在美国地区，壁装插座的交流电频率通常为 60 Hz，即电流在 1 秒内完成 60 个周期。

交流电产生电磁场: 任何通过电线或天线等导体的交流电还会产生向外传播的电磁场。在壁装插座的 60 Hz 交流电这样的低频条件下，这种电磁场比较微弱，传播距离也较短。

目前，最常见的射频应用是 无线或“空口”传输信息。为了使用射频传输信息，必须改变所产生的电磁场的一个或多个属性，这个过程被称为调制。

更改辐射场属性的最简单方式就是开启和关闭射频，就和摩斯密码原理一样。短时间开启射频代表点，长时间开启射频代表破折号。采用这种“开关”方法后，接下来进行调幅 (AM)，此过程会改变射频强度以传递信息。调频 (FM) 会根据待发送的信息更改辐射射频的频率。

AM 和 FM 主要用于无线电广播等模拟调制。发送数字信息时需要采用更加复杂的调制方案，通常会同时更改射频的幅度和相位或频率偏移。

所谓微波是指波长比无线电短，但是比红外线长的电磁波。波长范围大约在1米到1毫米或对应频率为0.3 GHz 到300 GHz。

在使用上微波可以分为四个使用波段：800 MHz、2.45 GHz、5.8 GHz和13 GHz。在其他领域，比如说：雷达系统、自动导向的武器系统、无线网路与微波炉都有微波应用的例子。

微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波”，微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。对于玻璃、塑料和瓷器微波几乎是穿越而不被吸收，对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热，而对金属类则会反射微波。

微波炉是利用频率为2.45 GHz的微波对食物加热，它的工作原理是利用不断的变化的微波，使得食物中水分子的电偶极(electric dipole)随着微波的改变而不断的改变方向，进而产生热能加热食物。微波的食物应避免含有高脂肪，因为食物受微波加热会使油脂乱喷而污染微波炉内壁。

微波加热食物时，应先将保鲜膜取下，否则保鲜膜会受热而软化污染食物。在使用微波炉时，应避免微波外泄，以免对人体产生伤害，因此微波炉门壁的金属网应定期检查、维护。

微波炉内应避免使用尖锐金属，以免产生尖端放电效应而有危险。曾经有新闻报导：某厨师因长期使用微波外泄的微波炉，因而导致微波煮熟内脏导致病变的案例。

微波的分类，粗略的分可以分成三类：

特高频(ultra-high frequency，UHF)频率在0.3–3 GHz；

超高频(super high frequency，SHF)频率在3–30 GHz；

极高频(extremely high frequency，EHF)频率在30–300 GHz。

但详细的区分可以分成以下十四类：

1. L段(L band)，频率为1 – 2 GHz。

2. S段(S band)，频率为2 – 4 GHz。

3. C段(C band)，频率为4 – 8 GHz。

4. X段(X band)，频率为8 – 12 GHz。

5. Ku段(Ku band)，频率为12 – 18 GHz

6. K段(K band)，频率为18 – 26.5 GHz。

7. Ka段(Ka band)，频率为26.5 – 40 GHz。

8. Q段(Q band)，频率为30 – 50 GHz。

9. U段(U band)，频率为40 – 60 GHz。

10. V段(V band)，频率为50 – 75 GHz。

11. E段(E band)，频率为60 – 90 GHz。

12. W段(W band)，频率为75 – 110 GHz。

13. F段(F band)，频率为90 – 140 GHz。

14. D段(D band)，频率为110 – 170 GHz。

卫星频率 10.7到12.7GHz、13.75到14.5GHz、17.7到20.2GHz，以及27.5到30.0GHz等频率。

通常我们将30GHz~300GHz的电磁波称毫米波:

它位于微波与远红外波相交叠的波长范围。

因此它具有两种波谱的特点，一般分段为：U波段40~60GHz、V波段50~75GHz、W波段75~110GHz。

有些小伙伴可能会问到，那毫米波信号有什么特殊呢？

毫米波这个波段频率很高，但是这个频段内，很多频率范围的电磁波在空气中传播很容易被水分子、氧气吸收。

所以可用的就是几个典型的频段，比如民用5G通信的毫米波频段。

与红外、激光、电视等光学引导头相比，毫米波雷达不仅具有高距离分辨率、高角度分辨率、高速度分辨率等优点，还具有很强的穿透雾、烟、灰尘的能力，不易受天气状况的影响。

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