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来源：公众号【网络技术干货圈】
作者：圈圈
ID：wljsghq
无线电磁波是自然界中广泛存在的一种能量形式，频率范围从 3 赫兹（Hz）到 300 吉赫兹（GHz），对应的波长从上百公里到不到 1 毫米。它们广泛应用于通信、广播、导航、医疗、军事等领域，是现代社会不可或缺的技术基础。本文将详细解析无线电磁波频谱的划分，从极低频到极高频，逐一介绍各频段的特性及应用场景。
特性：
-
波长：10,000 公里至 100,000 公里。 -
穿透性：具有极强的穿透能力，可以穿透水、土壤和岩石。 -
数据传输：只能传递极低速率的信息。
应用场景：
-
潜艇通信： -
极低频信号可以穿透数百米的海水，适用于潜艇与岸基之间的通信。 -
传输速率低，一般只用于发送简单的指令，如 “上浮至一定深度”。 -
地震监测： -
用于监测地球内部活动，通过分析极低频波的变化，预测地震或火山喷发。 -
科学研究： -
极低频信号有助于研究地球电磁场的特性。
超低频 (SLF: 30Hz–300Hz)
特性：
-
波长：1,000 公里至 10,000 公里。 -
稳定性：信号稳定，适合长距离传输。
应用场景：
-
电力系统： -
50Hz 和 60Hz 的交流电频率属于超低频，广泛用于全球电力输送系统。 -
直接声音转换： -
可用于简单的声音信号传输，如模拟通信设备。
特低频 (ULF: 300Hz–3KHz)
特性：
-
波长：100 公里至 1,000 公里。 -
穿透性：适合穿透岩石和地下。
应用场景：
-
矿场通信： -
用于地下矿场的无线电通信，帮助矿工与地面保持联络。 -
地球物理探测： -
在地下探测技术中，通过特低频信号分析矿物分布和地下构造。 -
声音传输： -
可以直接转换为听觉频率范围的声音信号。
特性：
-
波长：10 公里至 100 公里。 -
反射特性：能被电离层和地面反射，用于远距离通信。
应用场景：
-
潜艇通信： -
进一步增强潜艇与基地的通信能力，适合发送命令。 -
超声波应用： -
在医疗和工业领域，用于产生超声波信号。 -
地球物理学： -
用于地震监测、地下探测等科学研究领域。
低频 (LF: 30KHz–300KHz)
特性：
-
波长：1 公里至 10 公里。 -
抗干扰性：对地形和天气的干扰具有很强的抵抗力。
应用场景：
-
国际广播： -
适用于长距离的无线电广播，信号稳定。 -
导航系统： -
使用低频信号为航空和航海提供导航支持，如 LORAN（远距离导航系统）。 -
无线电通信： -
在军事通信中提供加密的低速数据传输。
中频 (MF: 300KHz–3MHz)
特性：
-
波长：100 米至 1 公里。 -
覆盖范围：适合中短距离的传播。
应用场景：
-
调幅广播 (AM)： -
中波段的 AM 广播广泛应用于新闻、音乐和娱乐内容传播。 -
航空通信： -
中频信标用于导航和机场塔台通信。 -
海事通信： -
船只与基地之间的中距离通信。
高频 (HF: 3MHz–30MHz)
特性：
-
波长：10 米至 100 米。 -
电离层反射：可通过电离层多次反射，实现全球通信。
应用场景：
-
短波广播： -
在国际广播中广泛应用，跨越国界传播新闻和文化。 -
业余无线电： -
被无线电爱好者用于全球范围内的通信。 -
军事通信： -
高频信号在远程加密通信中占据重要地位。
甚高频 (VHF: 30MHz–300MHz)
特性：
-
波长：1 米至 10 米。 -
直线传播：适合视距内的通信。
应用场景：
-
调频广播 (FM)： -
提供高质量的音乐和语音广播，抗干扰能力强。 -
电视广播： -
VHF 信号用于早期的模拟电视信号传输。 -
航空通信： -
飞机与塔台之间的通信主要使用 VHF 频段。
特高频 (UHF: 300MHz–3GHz)
特性：
-
波长：10 厘米至 1 米。 -
适合城市通信：能穿透建筑物，适合密集环境。
应用场景：
-
无线网络： -
Wi-Fi 标准主要使用 2.4GHz 和 5GHz 频段。 -
电视广播： -
数字电视信号通过 UHF 传播，提供高清画质。 -
微波炉： -
利用 2.45GHz 频段的微波加热食物。
10. 超高频 (SHF: 3GHz–30GHz)
特性：
-
波长：1 厘米至 10 厘米。 -
高带宽：适合传输大量数据。
应用场景：
-
雷达： -
军事和民用雷达使用 SHF 频段探测目标和测量距离。 -
人造卫星通信： -
卫星与地面站之间的高速数据传输。 -
5G 网络： -
5G 移动通信使用部分 SHF 频段提供超高速网络服务。
极高频 (EHF: 30GHz–300GHz)
特性：
-
波长：1 毫米至 10 毫米。 -
信号衰减：对大气中的水蒸气和雨滴非常敏感。
应用场景：
-
射电天文学： -
用于研究宇宙中星体和星系的无线电波信号。 -
人体扫描： -
安检系统利用 EHF 频段扫描人体，确保安全。 -
短距离数据传输： -
在超高速无线通信中占据重要地位。
300GHz 以上（太赫兹及以上）
特性：
-
超高频率，波长短于 1 毫米。 -
包括红外线、可见光、紫外线、X 射线和伽马射线。
应用场景：
-
红外传感： -
应用于遥控器、夜视设备。 -
光通信： -
光纤通信利用红外或可见光波段。 -
医疗成像： -
X 射线和伽马射线用于诊断和治疗疾病。
总结
| 频段 | 频率范围 | 波长范围 | 主要应用场景 |
|---|---|---|---|
| 极低频 (ELF) | 3Hz–30Hz | 10,000km–100,000km | 潜艇通信、地震监测、地球电磁场研究 |
| 超低频 (SLF) | 30Hz–300Hz | 1,000km–10,000km | 电力系统、直接声音转换 |
| 特低频 (ULF) | 300Hz–3KHz | 100km–1,000km | 矿场通信、地下探测、声音传输 |
| 甚低频 (VLF) | 3KHz–30KHz | 10km–100km | 潜艇通信、超声波、地球物理学研究 |
| 低频 (LF) | 30KHz–300KHz | 1km–10km | 国际广播、导航系统、军事通信 |
| 中频 (MF) | 300KHz–3MHz | 100m–1km | 调幅广播、航空通信、海事通信 |
| 高频 (HF) | 3MHz–30MHz | 10m–100m | 短波广播、业余无线电、军事通信 |
| 甚高频 (VHF) | 30MHz–300MHz | 1m–10m | 调频广播、电视广播、航空通信 |
| 特高频 (UHF) | 300MHz–3GHz | 10cm–1m | 无线网络、数字电视、微波炉 |
| 超高频 (SHF) | 3GHz–30GHz | 1cm–10cm | 雷达、卫星通信、5G 网络 |
| 极高频 (EHF) | 30GHz–300GHz | 1mm–10mm | 射电天文学、人体扫描、超高速无线通信 |
| 太赫兹及以上 | >300GHz | <1mm | 红外传感、光通信、医疗成像 |
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