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射頻是什么?

2023/05/31
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在這個世界上,存在著兩種類型的電流,一種稱為直流,一種稱為交流。

交流會有頻率,即每秒中的會有多少個周期,而頻率的單位為Hz。

比如說,上面的電流波形,在1s內(nèi)有四個周期,則其頻率為4Hz。

射頻和微波領(lǐng)域,通常是指頻率范圍為100MHz~1000GHz的交流信號,這些信號可以有效地進(jìn)行輻射。

射頻頻率從甚高頻(VHF,30~300MHz),到超高頻(UHF,300~3000MHz),微波頻率,則為3~300GHz。

波長為毫米數(shù)量級的信號,通常被稱為毫米波。

頻率頻段的分類如下圖所示。

縱觀射頻的應(yīng)用,你會發(fā)現(xiàn),總是超不過以下三大類。

第一類,傳輸信息。

也就是說,信息被調(diào)制到射頻載波上,然后通過電纜或者天線傳輸出去。

比如,廣播,電視,WIFI,手機(jī),基站藍(lán)牙,衛(wèi)星通信,GPS等。

第二類,即檢測物體。

即RF頻率被發(fā)送出去,碰到物體再返回來,接收機(jī)從返回來的信號上讀出有用的信息,繼而解讀出信號所碰到的物體的一些特征。

比如,雷達(dá),人體掃描儀,還有材料測量等。

第三類,即加熱物體。

即,高功率的射頻信號,進(jìn)入物體內(nèi)部,使得物體里的分子振動,從而產(chǎn)生熱量。

比如,微波爐,醫(yī)學(xué)上的射頻消融術(shù)等。

在很低的頻率處,波長足夠長,信號在元器件尺寸內(nèi)的相位變化不明顯,此時可以用電路理論來分析。

射頻的頻率高,波長短,因此在射頻以及微波上,器件經(jīng)常表現(xiàn)成分布式,所以標(biāo)準(zhǔn)的電路理論,通常不能直接用于解決微波網(wǎng)絡(luò)的問題。

啥叫分布式,就是電壓和電流的相位,在器件上的各個部分是不一樣的,是顯著發(fā)生變化的。

這是因為元器件的尺寸與信號的波長相當(dāng)。

比如,我們在分析傳輸線時,所用到的電報方程,就是基于這樣一個分布式等效模型推導(dǎo)出來的。

即在傳輸線中摘取一小段,這一小段的長度為無限小,然后將其等效為一個R,L串聯(lián),G,C并聯(lián)的集總電路。

而這個電路,可以用標(biāo)準(zhǔn)的電路理論來描述,即用基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電流定律來寫出電壓和電流的表達(dá)式。

因為射頻無法被人的肉眼識別,所以需要用專門的儀器,來對他進(jìn)行測量。

常用的射頻測量儀器有:頻譜儀,網(wǎng)絡(luò)分析儀,功率計等。

參考文獻(xiàn):

【1】https://www.youtube.com/watch?v=WPjniblApwk

【2】微波工程

 

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