干货 | 频率到底是什么？（下）

导语

上期，笔者为大家介绍了低频频段的特性，本期，我们再来看看中频与高频频段的故事。

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中频（MF）

中频MF频率范围为300～3000kHz，对应波长1000m～100m，称为中波，位于无线电频谱的较低端，中波主要以地波形式传播，通常可靠通信距离在二三百千米。在夜间，中波可以通过天波途径传播，能传到较远的地方，这也就是我们的收音机晚上收听到的中波广播电台较多的原因。

中波广播天线

由于中波的特性，所以在无线电广播中中波波段被选为本地广播的理想频段，我国中波广播频率范围为525～1605kHz,间隔9kHz。除了广为人知的中波广播频段，在高于广播频段的地方还有多套中波导航系统，其中比较有名的民用系统有早期的罗兰A系统（1750kHz、1850kHz、1900kHz、1950kHz）和航空近程导航NDB(归航台)。

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高频（HF）

高频HF频率范围为3～30MHz，对应波长100～10m，称为短波，位于无线电频谱的较低端。

 

短波主要的特性是，可以通过电离层的反射传播到很远的地方。短波的波长在30MHz以下电波中算是最短的，所以天线的规模远较中波、长波小，架设和选址也相对容易。利用短波，有时并不需要很大的功率和庞大的天线，也能进行远距离通信，所以短波也成为传统上远距离通信的黄金波段。

 

在短波波段内，除了有大家的熟悉的短波国际广播电台，还有众多需要远距离通信的通信电台以及一些信标电台。随着卫星技术微波技术以及海底光缆有线通信技术的发展，很多远距离通信被更稳定高效的卫星通信和光缆通信所取代，一度非常拥挤的短波频段逐渐空闲。不过短波通信依然很多国家和军队的后备通信手段，因为短波通信并不依赖容易被破坏和发生自然故障的卫星和光缆等人造媒介。

 

短波广播大致分布在2.3～26.1MHz中的各个频率段。考虑到很多用户收音机的短波接收能力在12MHz以下，所以12MHz以下的短波广播频率比较热闹。由于靠电离层反射传播的短波传播具有不稳定性，并且短波不同频率段昼夜的传播特性也不同，所以往往一套广播节目同时在多个高低不同频段的多个频率同时播出，在不同时段也采用不同频率播出。

为了奖励业余无线电爱好者对早期无线电通信做出的贡献，国际电信联盟特别在短波波段中划分出多个频率段供业余无线电爱好者使用，而且有些频段还是业余电台专用频段率。国际上一般认为，业余无线电爱好者是取得所在国家业余电台执照或资格认证的无线电爱好者。在短波中的业余频率分布在1.8MHz、3.5MHz、7MHz、14MHz、18MHz、21MHz、24MHz、28MHz、29MHz等几乎整个短波波段中。

 

在短波的高端27MHz波段附近有个CITIZEN Band，简称CB波段或市民波段，用于私人用户短距离通信，与业余电台的区别是无需考取相关的执照，通信限制也比较少。一般CB波段由固定的40个频点组成，使用者也习惯用频道号代替具体频率的概念。在我国大陆地区尚未开放CB波段，取而代之的是409MHz公众频率对讲机。

 

非接触式射频识别RFID技术部分使用13.56MHz或27.12MHz频率，均属于短波波段，虽然在RFID中电波辐射距离相当近，但也是需要使用无线电频率的。

2010年底，美国Wireless Dynamics公司推出的一款iPhone新配件iCarte 110，可以将iPhone变成一台RFID读写器,使iPhone 具备NFC（近距离无线通信）双路通信、RFID读写和无接触支付功能，其工作频率为13.56MHz。

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甚高频（VHF）

甚高频VHF频率范围为30～300MHz，对应波长10～1m，称为超短波。

 

超短波的传播特性以直线传播为主，在超短波的低端30～50MHz依然具有一些短波的特性。使用甚高频频段的业务很多，包括对讲机、陆地移动业务、寻呼机业务、部分无绳电话、FM调频广播业务、航空通信和导航业务、业余电台业务、国际水上频道业务、电视业务等。

 

使用VHF波段的对讲机很多，国外很多军用对讲机都采用VHF的低端，主要在30～70MHz范围，这一频率段波长较短波短，适合使用便于移动的较短的天线，同时又具备了短波的一些特性，在丘陵灌木等中等起伏地带具有较好的传输效果。

我国早期无绳电话的规划是使用48MHz/74MHz和45MHz/48MHz频率组，我们看到早期竖着粗大天线的国产无绳电话大多使用这一频段。我国的调频广播频率范围为87～108MHz，而日本则使用76～90MHz频率范围，我国还划分出一段校园广播频率，供学校内部小范围使用，其频率范围比标准的广播频段稍低，在72～87MHz。离高校近的朋友，如果你的收音机支持接收这一频段，就有可能收到校园广播。

 

广播频段往上就进入航空导航频段，航空专业的VOR信标台就工作在108～118MHz，118～136MHz则为航空通信频段，包括飞机与ATC间的通话等，国内有些高级民用收音机已经覆盖这个频段。

 

136～174MHz为陆地移动电台频段，其中包括156MHz左右的国际海事水上专用频道和144～148MHz业余电台专用频段。这一频段波长在2m左右，比较适合用来制造手持小型电台设备,也就是我们常说的手持对讲机，采用螺旋天线可以让对讲机的天线控制在较短的天线长度水平。

 

在VHF段，有一部分的带宽被用于电视频道和电视伴音，其中电视标准12频道以下都在VHF频率范围内，13～68频道则属于UHF频段。

 

此外，我国为了弥补电视标准频道数量上的不足，增加了一些增补频率，用于有线闭路电视系统，其中增补的Z1～Z17也在VHF频段范围内。

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特高频（UHF）

特高频UHF频率范围为300～3000MHz，对应波长1～0.1m，称为分米波,属于微波的低端。UHF的传播特性主要是直线传播。使用UHF频段的业务更多，UHF频段也是目前最热门的波段。UHF波段业务包括对讲机陆地移动业务、部分无绳电话、航空导航业务、业余电台业务、电视业务、移动电话业务、卫星电话业务、卫星业务、雷达、WIFI、蓝牙以及工业应用。

336～512MHz是目前国内最主要的陆地移动电台频段之一，其中包括400MHz专业调度对讲机频率、409MHz公众对讲机频率、430～440MHz业余电台频率、国外FRS频率。国家无线电管理局划分了409.750～409.9875MHz（间隔12.5kHz）共20个频率,作为免执照的短距离个人用的公众对讲机专用频率，适合团队出游、楼上楼下的近距离通信之用，使用者无需专门办理申请手续和缴纳频率占用费。430MHz可以给业余电台使用，在业务划分上属于次要业务与其他业务共用。实际上在国内，430MHz是业余电台数量最多也是最活跃的频段。400MHz对讲机的优点是使用的天线比150MHz对讲机短小，整体外观更为小巧，携带使用更为方便。

 

航空导航业务中DMZ测距装置和TACAN塔康系统工作在960～1215MHz频段。

 

大家常用的手机的工作频率都在UHF频段，GSM900的频率范围是890～915MHz/935～960MHz，双频GSM移动电话的另外一个频段DCS1800使用的频率为1710～1785MHz/1805～1880MHz。EGSM则使用885.2～889.8MHz/930.2～934.8MHz。CDMA800使用825～835MHz/870～880MHz。国内3G/TD-SCDMA系统使用1880～1920MHz，2010～2025MHz以及扩展的 2300～2400MHz频段。最新的WCDMA则使用1940～1955MHz/2130～2145MHz。

 

随着科技的发展，进口无绳电话越来越多地使用更高频段，如900MHz、1.9GHz、2.4GHz、5.8GHz，其最显著的区别就是天线被大大缩小了。现在很多使用特高频频段的无绳电话已经像手机一样看不到天线了，这是因为随着使用频率的升高，波长越来越短，天线的物理尺寸也越来越小，一些产品甚至可以将天线直接以印制线路板的形式做在印板上了。

一些卫星电话，如全球行/亚星、全球星、铱星、海事卫星等，大多使用1.5GHz、1.6GHz以及2.4GHz波段。卫星导航系统中，大家最耳熟能详的美国GPS系统L1，频率是1575.42MHz，此外还有L2和L5，分别为1227.6MHz为 1176.45MHz。俄罗斯的GLONASS系统L1使用1.6GHz频段，L2使用1.2GHz频段。中国的北斗（一代）使用2491.75MHz频率，而北斗二代使用比一代相对较低的频率，与美国GPS目前使用的频率接近。可见，1.5GHz和1.6GHz是很热门的卫星频段。

 

我们家里使用的WIFI无线网络802.11b/g使用的是2.4GHz频段，共划分为14个频点，每个频点占用约20MHz带宽（802.11b/g对应频率见表2）。最新的802.11N则采用增加占用带宽（占用40MHz带宽）的方式来进一步提高传送速率。用于个人移动电话和电脑的蓝牙无线电传输设备也占用的是2.4GHz频段。有的朋友既使用WIFI，又使用蓝牙，还有2.4GHz的无绳电话和无线键盘鼠标等设备，已经出现频率相互干扰的情况。

 

由于2.4GHz频段拥挤，很多新设备，如无绳电话，都开始使用更高频率的新频率段5.8GHz。5.8GHz是一个国际上新开放的频段，按照频率划分属于超高频SHF。

微波除了信息传递的功能外，还可以用来加热，一般家用的微波炉使用的频率是2450MHz，工业上用的微波干燥杀菌机大多使用915MHz的频率。

 

人类对频率的认识是逐步发展完善的。频率的使用从长波起是由低到高、由简到繁。短波HF在英文中是High Frequency,就是高频的意思。最早的无线电通信设备以长波为主，当时相对于长波、中波而言，短波的频率算比较高的，自然就有了High Frequency的表述。后来拓展使用频率更高的甚高频VHF和特高频UHF，在英文中是Very High Frequency和 Ultra High Frequency。当然以现在的眼光来看这些波段的频率并不算“高”。

 

在无线电通信发明不久，商业电台大量使用中波和长波频率，认为短波频率性能不佳，因此并没有过多的人去关心短波波段。早期使用短波波段的大多是出于个人兴趣爱好的业余无线电爱好者，他们利用短波波段从事实验性通信。当短波被发现具备电离层反射特性，并且是远距离通信的理想波段后，人们才大量使用短波通信。一下子，短波成为了无线电通信的黄金波段。

 

随着频率使用者的不断增加，有限的短波和中波频段日趋拥挤，人们开始探索使用更高频率的波段VHF。高频率波段的使用与电子技术的发展和电子元器件的发展密不可分。早期的短波通信设备限于元器件和电路，大部分都工作在短波的低端，随着元器件性能的提升和新电路的应用才逐步向短波高端拓展。早期的通信机线路也非常简单，甚至还比不上现在在路边花几元钱买的简易收音机。目前，高频率段（10GHz以上）应用的元器件依然是无线电领域研发的热门项目，也体现着一个国家的无线电设备研发和制造水平。

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