無線電頻譜工作原理

無線電頻譜工作原理

引言

您或許聽說過“AM無線電廣播”和“FM無線電廣播”、“VHF”和“UHF”電視、“民用頻帶無線電”、“短波無線電”等名詞。那您有沒有想過它們都表示什么意思？它們之間有何不同？

在本文中，我們將了解無線電頻譜及其工作原理。

無線電頻率

無線電波是一種通過天線傳播的電磁波。無線電波具有不同的頻率，而且可以將無線電接收器調(diào)到特定頻率來接收特定信號。

在美國，聯(lián)邦通信委員會（FFC）掌握著無線電使用的生殺大權(quán)，如果有電臺要使用特定頻率也要向委員會提起申請。有關(guān)無線電波的更多詳細(xì)信息，請參閱無線電工作原理。

當(dāng)您收聽廣播電臺時，會聽到廣播員說“您正在收聽的是91.5FM WRKX The Rock!”，意思是，您正在收聽的是廣播電臺頻率為91.5MHz 的FM無線電廣播信號，且FCC為此分配的呼號是WRKX。兆赫表示“每秒一百萬個周期”，因此91.5MHz 表示廣播電臺的發(fā)射機(jī)正在以每秒9150萬個周期的頻率振蕩。將FM（調(diào)頻）無線電收音機(jī)調(diào)制到該頻率，就可以清楚地接收到這個電臺。所有FM無線電臺都是在88MHz和108MHz之間的頻帶發(fā)射信號。無線電頻譜帶只用于FM無線電廣播。

同樣，AM無線電廣播的頻率限制在535千赫-1700千赫的頻帶中（kilo的意思是千，所以為每秒53.5萬-170萬個周期）。因此，如果AM（調(diào)幅）廣播電臺說“這是AM680WPTF”，意思就是廣播電臺正在廣播680千赫的調(diào)幅無線電信號，且FCC對此指定的呼號是WPTF。

常用的頻帶包括：

• AM無線電廣播——535千赫-1.7兆赫
• 短波無線電——5.9兆赫-26.1兆赫的頻帶
• 民用頻帶（CB）無線電——26.96兆赫-27.41兆赫
• 電視臺——頻道2-6的54-88兆赫
• FM無線電廣播——88兆赫-108兆赫
• 電視臺——頻道7-13的174-220兆赫

有趣的是，您能想像到的每種無線技術(shù)都有其特有的小頻帶。有數(shù)百種這樣的技術(shù)！例如：

• 車庫門遙控器、報警系統(tǒng)等——約40兆赫
• 標(biāo)準(zhǔn)無繩電話：40-50兆赫的頻帶
• 嬰兒監(jiān)視器：49兆赫
• 無線電控制飛機(jī):約72兆赫左右，它不同于……
• 無線電控制汽車：約75兆赫
• 野生動物跟蹤頸圈：215-220兆赫
• 和平號（MIR）空間站：145兆赫和437兆赫
• 手機(jī)：824-849兆赫
• 新型900MHz無繩電話：顯然，約900兆赫！
• 空中交通管制雷達(dá)：960-1215兆赫
• 全球定位系統(tǒng)：1227和1575兆赫
• 高空無線電通信：2290兆赫-2300兆赫

為什么AM無線電廣播處于550千赫至1700千赫的頻帶中，而FM無線電廣播處于88-108兆赫的頻帶中？這完全是人為規(guī)定的，很多是歷史沿襲下來的。

AM無線電廣播在我們的生活中存在的時間遠(yuǎn)早于FM無線電廣播。首個無線電廣播出現(xiàn)在1906年前后，且AM無線電的頻率分配發(fā)生于20世紀(jì)20年代（美國國會于1927年成立了FCC的前身）。在20世紀(jì)20年代，無線電和電子技術(shù)水平相當(dāng)有限，因此 AM 無線電的頻率相對較低。

電視臺基本上不存在，直到FCC在1946年前后給電視分配商業(yè)廣播頻帶。到1949年，在美國有上百萬人擁有了電視機(jī)；而到1951年，電視機(jī)數(shù)量已經(jīng)有上千萬臺。

FM無線電廣播是由一位名為埃德溫·阿姆斯特朗的男子發(fā)明的，目的是為了獲得高保真度（且無靜電干擾）的音樂廣播。他于1939年建立了第一家電臺，但是直到20世紀(jì)60年代FM才真正流行起來。因此FM無線電廣播的頻率更高。

掃描器

在日常生活中見到的大多數(shù)無線電都是專用無線電。例如，AM無線電收音機(jī)可收聽到535千赫至1.7兆赫的頻帶中的所有AM廣播電臺，但不能收聽到其他頻帶中的電臺。FM無線電收音機(jī)可收聽至88至108兆赫頻帶中的所有FM廣播電臺，而不能收聽到其他頻帶中的電臺。CB無線電收音機(jī)可收聽到40個專屬于民用頻帶無線電的頻道，而不能收聽到其他頻道。掃描器與它們不同。

掃描器是具有極寬頻率范圍的無線電接收器，因此可收聽到各種無線電信號。掃描器通常用來收聽當(dāng)?shù)氐木帧⑾篮蛻?yīng)急廣播通信（因此掃描器經(jīng)常被稱為“警用掃描器”），但是您也可以用它來收聽各種談話。一般情況下，您可以：

• 設(shè)置掃描器掃描整個頻率范圍，在檢測到所掃描的任何頻率上的信號時，停止掃描——如果您對警察的所作所為感興趣，可以掃描所在區(qū)域警局的無線電頻率。當(dāng)巡邏汽車發(fā)出呼叫報告問題時，掃描器將停在該頻率處，您就可以收聽到談話內(nèi)容。
  
• 將掃描器設(shè)置在特定頻率處，收聽該頻道——例如，如果想收聽當(dāng)?shù)貦C(jī)場的控制塔和飛機(jī)之間的傳輸信號——您可以通過調(diào)到機(jī)場使用的特定頻率來收聽。因為掃描器可以接收到很大范圍的頻率，因此經(jīng)過設(shè)置后可以接收空中幾乎所有的無線電信號。

為了使用掃描器，需要有準(zhǔn)確的頻率表，以便得知事件發(fā)生地點(diǎn)。