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电磁波的频段分配(4)

电磁波的频段分配(4)

五、100010000兆赫频段  该频段属于分米波到厘米波的波段(30厘米至3厘米)。在1959年日内瓦举行的无线电会议上,已经将此波段分配给定点及移动通信、导航、雷达、气象、无线电天文学、空间通信、业余无线电和工、科、医使用。
该频段的传播特点是视距传播,大气噪声低,但在某些频率区域(3厘米波长),大气(水汽)吸收比较大。另外,该频段也用散射方式传播。由于该频段尚不太拥挤,因此,目前的分配问题不大。
  该频段频率的分配情况。定点通信和移动通信业务在该频段范围,主要是无线电微波接力系统,多以极大容量进行。另外,由于对流层散射通信的发展,也有很多固定通信站使用对流层散射。
  移动通信在该频段以车辆电台形式出现的比较少,多数是属于临时性的定点通信(即属于可运式设备),运动中通信则极少使用这个波段。
  在该频段中,由于没有大气噪声的干扰,同时波长短的天线的波束容易做得很窄,所以无线电导航和雷达特别合适。在l000~10000兆赫的范围内,有18%分配给导航用,而有30%分配给雷达和定位。事实上,在该频段的导航,基本上也是采用雷达技术。
  1.空间通信
  该频段是空间通信的最重要的波段,这是因为这个频段频带宽,可以容纳大量的信道。同时,目前无线电技术的发展和电磁波传播的情况都适于这个波段。在3400~8500兆赫范围内,共分配200兆赫供通信卫星使用,它和小功率移动通信共用。
  2.无线电天文学业务
  分配为1400~l427兆赫及16644~16684兆赫。这分别是对原子氢和氢氧根(OH)离子的辐射观察的频段。另外分配了2690~2700及4990~5000兆赫,供观察连续频谱的辐射之用。
工、科、医用频率分配2450±50兆赫。

六、10000兆赫以上的频段  该频段基本上是毫米波波段。目前只分配到40千兆赫(8毫米波长),再高尚未作分配。
10~30千兆赫的传播情况基本上是光的传播特性,但它的传播损耗在高频段的高端比低端的损耗要大,并受雨的影响较大。不过高的天线增益可以补偿这部分损耗。目前这部分的低端比较适合无线电中继(接力)通信、空间通信、雷达、导航、无线电天文学等应用。
  从40干兆赫到3000千兆赫(这是光波的下限),除了激光以外,还未能很好的加以利用。有待于以后的研究和发展。

七、结论  频率的分配主要是根据电磁波传播的特性(即各种信道的特性)和各种设备通信业务的要求而确定的,但是也要考虑一些其它因素。例如,历史的发展,国际的协定,各国的具体政策,目前使用的状况和干扰的避免等。因此,国际的频率分配虽然是确定了,但各国还可以在此基础上根据自已国家的具体情况和政策,给以具体的分配。
  军事上频率的划分,一般的原则是相同的。但是由于军用的范围广,要求高,所以主要是根据通信手段的要求和信道传输特性来决定,而不完全受国际频率分配的限制。但是有些频率,如呼救等等,是不应占用和干扰的。另外,由于民用已经使用了这些频率,因此,在选定频率时,也要考虑这些频率的干扰。

因为射频识别系统产生并辐射电磁波,所以这些系统被合理地归为无线电设备一类,射频识别系统工作时不能对其他无线电服务造成干扰或削弱。特别是应保证射频识别系统不会干扰附近的无线电广播和电视广播、移动的无线电服务(警察、安全服务、工商业)、航运和航空用无线电服务和移动电话等。
  射频识别系统工作频率的选择,要顾及其他无线电服务,不能对其服务造成干扰和影响。因而通常只能使用特别为工业、科学和医疗(ISM — Industrial-Scientific-Medical)应用而保留的频率范围。这些频率范围在世界范围内是统一划分的,如图1所示。下面对ISM频率范围的各个频段分别给以简单介绍。
  除了ISM频率外,在135kHz以下的整个频率范围也是可用的(在北美洲和南美洲以及在日本:<400kHz),因为这里可以用较大的磁场强度工作,特别适用于电感耦合的射频识别系统。
  对射频识别系统来说,最主要的频率是0~135kHz,以及ISM频率6.78MHz、13.56MHz、27.125MHz、40.68MHz、433.92MHz、869.0MHz、915.0MHz(在欧洲不使用)、2.45GMHz、5.8GHz以及24.125GHz。
一、频率范围9~135KHz
  135KHz以下的范围没有作为工业、科学、医学(ISM)频率范围保留,所以被其他无线电服务大量使用。根据这个频段电磁波的传播特性,占用这个频率范围的无线电服务可以相当小的技术费用连续地达到半径为1000公里以上距离的无线通信。这个频率范围的典型的无线电服务是航空和航海导航无线电服务(LORAN C、OMEGA远程导航系统、DECCA导航系统)、定时信号和频率标准服务以及军事无线电服务。所以,人们在中欧用频率  77.5kHz可以收到美国Mainflingen发射台的时间信号。一个用这种频率工作的射频识别系统将使阅读器周围几百米内的所有无线电钟都失效。
  为了防止这类冲突,未来的欧洲电感应无线电系统的许可证条例220ZV122,在70至119kHz之间规定了一个保护区,不允许射频识别系统占用。
二、频率范围6.78MHz
  频率范围6.765~6.795MHz属于短波频率。根据这个频段电磁波的传播特性,白天只能达到很小的作用距离,最多几百公里。在夜间,可以横贯大陆传播。这个频率范围的使用者是不同类别的无线电服务,例如,无线电广播服务、气象无线电服务和航空无线电服务以及新闻等。
  这个频率范围在国际上已由国际电信联盟指派作为ISM波段使用,并将越来越多地被射频识别系统使用。
三、频率范围13.56MHz
  频率范围13.553~13.567MHz处于短波范围中间。根据这个频段电磁波的传播特性,允许昼夜横贯大陆联系。这个频率范围的使用者是不同类别的无线电服务机构,例如新闻机构和电信机构)。
  在这个频率范围内,除了电感射频识别系统外,其它的ISM应用还有遥控系统、远距离控制模型系统、演示无线电设备和传呼机。
四、频率范围27.125MHz
  频率范围26.565~27.405MHz在整个欧洲大陆以及美国、加拿大分配给民用无线电电台使用。允许发射功率高达4W的未注册的和不收费的无线电设备供私人用户之间在远到30km的距离进行无线电通信。
  介于26.565~27.405MHz之间的ISM波段大约处于民用电台无线电频带的中间。除了电感耦合射频识别系统之外,在这个频率范围内的ISM应用包括有:电热治疗仪(医疗用)、高频焊接装置(工业用)、远动控制模型和传呼装置。
  在安装工业用27MHz射频识别系统时,要特别注意附近可能存在的任何高频焊接装置。高频焊接装置产生很高的场强,将严重干扰工作在同一频率的射频识别系统,在规划医院的27MHz的射频识别系统(例如出入系统)时,应当特别注意可能存在的电热治疗仪。
五、频率范围40.680MHz
  频率范围40.660~40.700MHz处于VHF频带内较低端。电磁波的传播限制为表面波,建筑物和其他障碍物造成的衰减并不明显。邻接于这个ISM波段的频率范围被移动商业无线电系统(林业管理、高速公路管理)和电视广播(VHF频带)占用。
  在这个频率范围内的ISM的主要应用是:遥测和遥控。目前没有射频识别系统工作在这个波段,它们属于对这种类型的系统不适用的频带。在这个范围的电感耦合射频识别系统可达到的作用距离明显地小于所有可供使用的较低的频率范围,而在这个频率范围内的7.5m波长肯定不适合构建较小的和价格便宜的反向散射应答器。
六、频率范围433.920MHz
  频率范围430.050~440.000MHz在世界范围内分配给业余无线电服务使用。无线电业余爱好者用此频率范围进行语言和数据传输以及经过无线电中继站或家用空间卫星通信。
  在这个UHF频率范围内,波的传播近似于光波。遇到建筑物或其他障碍物时,将出现明显的衰减和入射电磁波的反射。
  随工作方式和发射功率的不同,无线电业余爱好者使用的系统可以达到30和300公里之间的距离。使用空间卫星还可以连通全世界。
  ISM波段433.050~434.790MHz大致位于业余无线电频带的中间,已经大量地被各种ISM应用占用。除了反向散射射频识别系统外,还有小型电话机,遥测发射器(包括那些家庭应用,例如无线室外温度计)、无线耳机、未注册的近距小功率无线对讲机,无锁钥出入系统(汽车中央闭锁装置用的手持发送器)以及许多其他的应用都填满了这个频带。遗憾地是,在这个频带中,范围广泛的ISM应用相互干扰非同寻常。
七、频率范围869.0MHz
  自1997年末以来,频率范围868~870MHz在欧洲允许短距离设备使用,因而,欧洲邮政、电信会议的43个成员国中也可以为射频识别系统使用。
  一些远东国家也在考虑对短距离设备允许使用这个频率范围。
八、频率范围915.0MHz
  这个频率范围在欧洲还没有提供ISM应用。在欧洲之外(美国和澳大利亚),频率范围888~889MHz和902~928MHz已可使用,并被反向散射射频识别系统使用。与此邻近的频率范围被按CT1+和CT2标准生产的D—网络电话的无绳电话占用。
九、频率范围2.45GHz
  ISM频率范围2.400~2.4835GHz与业余无线电爱好者和无线电定位服务使用的频率范围部分地重叠。这种UHF和较高的SHF的传播特性是准光线的。建筑物和障碍物都是很好的反射器,使电磁波在传输过程中衰减很大。
作为这个频率范围内的典型的ISM应用,除了反向散射射频识别系统外,主要是:遥测发射器以及PC机的无线网络PC LAN系统。
十、频率范围5.8GHz
  ISM频率范围5.725~5.875GHz与业余无线电爱好者和无线电定位服务使用的频率范围部分地重叠。
这个频率范围内的典型ISM应用是:用于大门启闭(在商店或百货公司)的或非接触的厕所冲洗的移动传感器以及反向散射射频识别系统。
十一、频率范围24.125GHz
  ISM频率范围24.00~24.25GHz与业余无线电爱好者、无线电定位服务以及地球资源卫星服务使用的频率范围部分地重叠。
  在这个频率范围内,主要使用移动信号传感器,也使用传输数据的无线电定向系统。目前尚没有射频识别系统工作在此波段内。
十二、射频识别系统工作频段
  射频识别系统工作频段如表4所示。并非表4中的所有频率在射频识别中都得到了广泛应用,主要采用的RFID频率为有以下四个:13.56±.007 MHz,915±13 MHz,2450±50 MHz,5800±75 MHz。

表1 射频识别系统工作频段


工作频率范围
说 明
< 135 kHz
 低频电感耦合
6.765~6.795 MHz
 中频(ISM),电感耦合
7.400~8.800 MHz
 中频,仅用于电子防盗
13.553~13.567 MHz

 中频 (13.56 MHz, ISM), 电感耦合,无接触识别卡中广泛使用,国际标准有ISO  14443(产品MIFARE, LEGIC, ...), ISO 15693( 产品Tag-It, I-Code,....),  ISO 18000-3物品管理等
26.957~27.283 MHz
 中频(ISM),电感耦合,仅在特别应用中采用
433 MHz
 UHF (ISM), 反射散射耦合,少量RFID使用
868~870 MHz
 UHF , 反射散射耦合, 新频段, 系统正在开发
902~928 MHz
 UHF (SRD), 反射散射耦合,已有多个应用系统(中国铁路)
2.400~2.500 GHz
 SHF (ISM), 反射散射耦合,多个系统采用(车辆识别: 2.446 .. 2.454 GHz)
5.725~5.875 GHz
 SHF (ISM), 反射散射耦合,少量RFID使用
继承事业,薪火相传
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