无线电波

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引言

在电磁波谱中，波长最长的无线电波可以被发现。这些波的频率在300 GHz（高频）到3 kHz（低频）之间，有时也被定义为频率高于3 GHz的微波。

在300 GHz的频率下，无线电波的波长为1毫米；在3 kHz的频率下，波长为100公里（Mascoop等人，2021）。

像所有其他波一样，电磁无线电波也以光速传播。无线电波是由所有自然现象产生的，例如天体和闪电。用于无线电通信、计算机网络、导航系统、雷达、广播和各种应用的无线电波是人工产生的。

什么是无线电波？

由无线电发射机产生并由无线电操作员接收的波被称为无线电波。这些波在地球大气中具有各种传播方式。

图1：射电天文

长无线电波在地球大气中的各种障碍物周围发生衍射，短无线电波则反射地球的电离层，然后返回地平线，形成天波。因此，两种波的传播都非常局限于视距（Kontar等人，2019）。这是因为波长较短，沿视线传播。

无线电波的用途

无线电波被认为是电磁辐射，用于各种现代应用和技术。无线电波的频率主要用于无线电、调频、电视、调幅广播、军事通信、业余无线电、手机和计算机无线网络或WiFi（Reynolds等人，2017）。

这些用于多种通信目的的无线电波可以自由穿过地球大气层。

无线电波的频段是什么？

频段	波长范围	频率范围
极高频 (EHF)	1毫米 - 1厘米	30 GHz - 300 GHz
极低频 (ELF)	>100公里
中频 (MF)	100米 - 1公里	300 kHz - 3 MHz
高频 (HF)	10米 - 100米	3 MHz - 30 MHz
低频 (LF)	1公里 - 10公里	30 kHz - 300 kHz
超高频 (SHF)	1厘米 - 1厘米	3 GHz - 30 GHz
甚低频 (VLF)	10厘米 - 100公里	3 kHz - 30 kHz
甚高频 (VHF)	1米 - 10米	30 MHz - 300 MHz
特高频 (UHF)	10厘米 - 1米	300 MHz - 3 GHz

表1：无线电波频段

无线电波是如何产生的？

无线电波可以自然产生也可以人工产生。由闪电或天体产生的波是自然产生的无线电波。自然产生的无线电波是温物体发射的黑体辐射的主要部分（Eastwood等人，2018）。用于雷达、导航系统、计算机网络和无线电通信的波被称为人工产生的无线电波。这些无线电波主要由带电粒子（如质子和电子）加速产生，例如随时间变化的电流。

电磁波的结构

电磁现象包括偏振、吸收、反射、衍射和折射。这些对于研究在太空中甚至在地球表面传播的无线电波非常重要（Salam，2019）。赋予人们执行任务能力的能量可以有多种形式，也可以从一种形式转换为另一种形式。势能表示水坝和电池产生的能量。可以理解电磁波的结构，从而更好地了解运动中的物体被认为具有动能。

图2：电磁波谱中的无线电波

质子和电子是带电粒子，当它们运动时有助于形成电磁场。这个电磁场传输一种能量，被称为电磁光或辐射（Johnson等人，2018）。磁性是静止的，用于冰箱磁铁，而变化的磁场会引起电场的变化，反之亦然，这是形成电磁波的原因。这些存在于电磁波谱中的电磁波（包括无线电波）不仅可以穿过固体材料和空气，还可以穿过空旷的空间或真空。

结论

射频 (RF) 能量通常被称为射频波或射频辐射，它是电磁能量的一种形式，是电磁波谱的主要部分。它们既是人造的，也是自然形成的电磁能量来源。如果人们暴露于非常高的射频波中，它可能会通过提高人体温度来加热生物组织而对人体造成伤害。这些无线电波主要由手机发射，例如RF-EMF会被人的大脑迅速吸收，并影响神经元和大脑活动。

常见问题

Q1. 无线电波是如何人工产生的？

无线电波可以人工和自然地产生。包括人体在内的每个物体都会发出无线电波和电磁辐射，这取决于物体的温度。

Q2. 什么是无线电通信？

为了接收来自调频或调幅广播电台的无线电信号，使用无线电天线。该天线接收无线电信号，无线电操作员或调谐器调谐到特定的无线电信号。这是通过使用电感器或谐振器来完成的，它被认为是与晶体振荡器或电容器相关的电路。

Q3. 什么是无线电波传播？

无线电波在各种频率下不断在地球表面甚至太空中传播。无线电波传播主要是对电磁现象的研究，包括偏振、吸收、衍射、反射和折射。

Q4. 电磁波的主要特性是什么？

电磁波以光速传播。这些波不需要任何介质进行传播，可以发生衍射和干涉，并且是偏振的。

Q5. 无线电波如何在WiFi中使用？

与所有其他无线设备一样，WiFi 也使用相同的原理。它使用无线电频率在设备之间发送信号，其频率与汽车收音机、气象收音机、对讲机等设备的频率大不相同。

参考文献

期刊

Eastwood, M. W.，Anderson, M. M.，Monroe, R. M.，Hallinan, G.，Barsdell, B. R.，Bourke, S. A.，… & Woody, D. P. (2018)。米波段射电天空：使用OVRO-LWA进行m模式分析成像。《天文杂志》，156(1)，32。检索自：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/aac721/pdf

Johnson, M. D.，Narayan, R.，Psaltis, D.，Blackburn, L.，Kovalev, Y. Y.，Gwinn, C. R.，… & Sironi, L. (2018)。射电波段人马座A*的散射和内禀结构。《天体物理学杂志》，865(2)，104。检索自：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/aadcff/pdf

Mascoop, J. L.，Anderson, L. D.，Wenger, T. V.，Makai, Z.，Armentrout, W. P.，Balser, D. S.，& Bania, T. M. (2021)。射电和红外波段的银河系H ii区光度函数。《天体物理学杂志》，910(2)，159。检索自：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/abe532/pdf

Reynolds, S. P.，Pavlov, G. G.，Kargaltsev, O.，Klingler, N.，Renaud, M.，& Mereghetti, S. (2017)。脉冲星风星云和磁星外流：射电、X射线和伽马射线波段的观测。《空间科学评论》，207(1)，175-234。检索自：https://arxiv.org/pdf/1705.08897

Salam, A. (2019)。用于数字农业的地下无线电波传播预测模型。《信息》，10(4)，147。检索自：https://www.mdpi.com/2078-2489/10/4/147/htm

Zawdie, K. A.，Drob, D. P.，Siskind, D. E.，& Coker, C. (2017)。计算电离层中高频无线电波的吸收。《无线电科学》，52(6)，767-783。检索自：http://old.ursi.org/proceedings/procGA17/papers/Paper_G38-2(2170).pdf

网站

NASA，2022。关于什么是无线电波？检索自：https://www.nasa.gov [检索日期：2022年6月10日]