电子基础-无线电频谱的工作原理

　　一、无线电波

　　无线电波是指在自由空间（包括空气和真空）传播的射频频段的电磁波。无线电技术是通过无线电波传播声音或其他信号的技术。 无线电技术的原理在于，导体中电流强弱的改变会产生无线电波。利用这一现象，通过调制可将信息加载于无线电波之上。当电波通过空间传播到达收信端，电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流。 通过解调将信息从电流变化中提取出来，就达到了信息传递的目的。

　　无线电波具有不同的频率，而且可以将无线电接收器调到特定频率来接收特定信号。电磁波每秒钟振动的次数，称为频率(单位为赫兹Hz);每秒钟传播的距离，称为速度(单位为米/秒);每个周期内传播的距离，称为波长(单位为米)。电磁波具有很广的频谱范围，无线电频谱仅是其中的一小部分，目前人类对 3000GHz以上频段还不能开发利用。所以，无线电频率虽然是人类共享的自然资源，但相对一定的时间、空间、地点，频谱资源又是有限的，无线电频谱同矿藏、水流、森林、山岭、草原一样，是国家宝贵的自然资源。

　　二、电磁辐射

　　近年来，社会对无线电服务的需求骤增。为满足这方面的需求，各种无线电服务相继涌现。我市城乡装设了不少无线电发射装置，而这些装置又往往靠近民居。市民渐渐关注到曝露在射频电磁辐射当中对健康造成的损害。

　　电磁辐射又称电子烟雾，是由空间共同移送的电能量和磁能量所组成，而该能量是由电荷移动所产生；举例说，正在发射讯号的射频天线所发出的移动电荷，便会产生电磁能量。电磁“频谱”包括形形色色的电磁辐射，从极低频的电磁辐射至极高频的电磁辐射。两者之间还有无线电波、微波、红外线、可见光和紫外光等。电磁频谱中射频部分的一般定义，是指频率约由3千赫至300吉赫的辐射。

　　电磁辐射所衍生的能量，取决于频率的高低-频率愈高，能量愈大。频率极高的X光和伽玛射线可产生较大的能量，能够破坏合成人体组织的分子。事实上，X光和伽玛射线的能量之钜，足以令原子和分子电离化，故被列为「电离」辐射。这两种射线虽具医学用途，但照射过量将会损害健康。X光和伽玛射线所产生的电磁能量，有别于射频发射装置所产生的电磁能量。射频装置的电磁能量属于频谱中频率较低的那一端，不能破解把分子紧扣一起的化学键，故被列为「非电离」辐射。

　　电磁辐射的来源有多种。人体内外均布满由天然和人造辐射源所发出的电能量和磁能量;闪电便是天然辐射源的例子之一。至于人造辐射源，则包括微波炉、收音机、电视广播发射机和卫星通讯装置等。过去数十年间有关射频辐射对健康可能造成影响的文章，引发了不少研究。然而，的结果往往互有矛盾，亦无法达致肯定的结论。不少独立和具权威性的研究小组，找不到可以证明射频辐射会危害健康的实质科学证据。

　　电磁辐射是指能量以电磁波的形式通过空间传播的现象。在日常生活和工作中，我们接触的电磁辐射通常可分为射频辐射和极低频辐射。射频辐射的频率范围在100KHz—300GHz之间，如：手机、电视塔等都产生射频的磁场。极低频辐射的频率范围在3—300Hz之间，如工业上用的交流电源等。电磁辐射的频率越高，对人体造成的危害就越大。

　　据北京友谊医院疾病预防控制处邓明卓处长介绍，电磁辐射的污染虽然看不见摸不着，但可给人们的身体带来危害。主要是影响神经系统、心血管系统、免疫系统、眼睛及生殖系统。可使人出现：头晕、头痛、疲劳、注意力不集中、记忆力减退、失眠、心悸、胸闷、口干舌燥、机体免疫功能下降、白内障、妇女月经失调、性功能降低等症状。

　　为保障安全起见，国际电联一九九八年出版的《国际非电离辐射防护委员会指引》，制定人体曝露在频率高至300吉赫的射频电磁场中的安全上限，以保障工作人员和市民免受非电离辐射所伤害。

　　据了解,香港电讯管理局曾于一九九六年委聘顾问公司，研究电讯发射装置发出的电磁辐射是否安全。研究结果指出，香港某些楼宇的天台上密布多座无线电发射装置，但即使在这些楼宇内居住，也是安全的。研究发现，住宅单位内和天台上一般可以到达的范围内所接触到的电磁辐射水平，远低于国际非电离辐射防护委员会所订定的安全上限。

　　由于蜂窝式电话的功率偏低，故在正常的使用情况下不是有害辐射的来源。不少研究亦指出，没有证据可以证明蜂窝式电话在正常使用情况下会有害处。

　　三、电磁波应用

　　电磁波为横波，可用于探测、定位、通信等等。电磁波谱是无线电波,微波,红外线,可见光,紫外线,伦琴射线(X射线),伽玛射线.

　　应用：

　　◆无线电波用于通信等

　　◆微波用于微波炉

　　◆红外线用于遥控、热成像仪、红外制导导弹等

　　◆可见光是所有生物用来观察事物的基础

　　◆紫外线用于医用消毒,验证假钞,测量距离,工程上的探伤等

　　◆X射线用于CT照相

　　◆伽玛射线用于治疗,使原子发生跃迁从而产生新的射线等

　　◆无线电波。无线电广播与电视都是利用电磁波来进行的。在无线电广播中，人们先将声音信号转变为电信号，然后将这些信号由高频振荡的电磁波带着向周围空间传播。而在电视中，除了要像无线广播中那样处理声音信号外，还要将图像的光信号转变为电信号，然后也将这两种信号一起由高频振荡的电磁波带着向周围空间传播，而电视接收机接收到这些电磁波后又将其中的电信号还原成声音信号和光信号，从而显示出电视的画面和喇叭里的声音。