无线电频谱工作原理

无线电频谱工作原理

引言

您或许听说过“AM无线电广播”和“FM无线电广播”、“VHF”和“UHF”电视、“民用频带无线电”、“短波无线电”等名词。那您有没有想过它们都表示什么意思？它们之间有何不同？

在本文中，我们将了解无线电频谱及其工作原理。

无线电频率

无线电波是一种通过天线传播的电磁波。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。

在美国，联邦通信委员会（FFC）掌握着无线电使用的生杀大权，如果有电台要使用特定频率也要向委员会提起申请。有关无线电波的更多详细信息，请参阅无线电工作原理。

当您收听广播电台时，会听到广播员说“您正在收听的是91.5FM WRKX The Rock!”，意思是，您正在收听的是广播电台频率为91.5MHz 的FM无线电广播信号，且FCC为此分配的呼号是WRKX。兆赫表示“每秒一百万个周期”，因此91.5MHz 表示广播电台的发射机正在以每秒9150万个周期的频率振荡。将FM（调频）无线电收音机调制到该频率，就可以清楚地接收到这个电台。所有FM无线电台都是在88MHz和108MHz之间的频带发射信号。无线电频谱带只用于FM无线电广播。

同样，AM无线电广播的频率限制在535千赫-1700千赫的频带中（kilo的意思是千，所以为每秒53.5万-170万个周期）。因此，如果AM（调幅）广播电台说“这是AM680WPTF”，意思就是广播电台正在广播680千赫的调幅无线电信号，且FCC对此指定的呼号是WPTF。

常用的频带包括：

• AM无线电广播——535千赫-1.7兆赫
• 短波无线电——5.9兆赫-26.1兆赫的频带
• 民用频带（CB）无线电——26.96兆赫-27.41兆赫
• 电视台——频道2-6的54-88兆赫
• FM无线电广播——88兆赫-108兆赫
• 电视台——频道7-13的174-220兆赫

有趣的是，您能想像到的每种无线技术都有其特有的小频带。有数百种这样的技术！例如：

• 车库门遥控器、报警系统等——约40兆赫
• 标准无绳电话：40-50兆赫的频带
• 婴儿监视器：49兆赫
• 无线电控制飞机:约72兆赫左右，它不同于……
• 无线电控制汽车：约75兆赫
• 野生动物跟踪颈圈：215-220兆赫
• 和平号（MIR）空间站：145兆赫和437兆赫
• 手机：824-849兆赫
• 新型900MHz无绳电话：显然，约900兆赫！
• 空中交通管制雷达：960-1215兆赫
• 全球定位系统：1227和1575兆赫
• 高空无线电通信：2290兆赫-2300兆赫

为什么AM无线电广播处于550千赫至1700千赫的频带中，而FM无线电广播处于88-108兆赫的频带中？这完全是人为规定的，很多是历史沿袭下来的。

AM无线电广播在我们的生活中存在的时间远早于FM无线电广播。首个无线电广播出现在1906年前后，且AM无线电的频率分配发生于20世纪20年代（美国国会于1927年成立了FCC的前身）。在20世纪20年代，无线电和电子技术水平相当有限，因此 AM 无线电的频率相对较低。

电视台基本上不存在，直到FCC在1946年前后给电视分配商业广播频带。到1949年，在美国有上百万人拥有了电视机；而到1951年，电视机数量已经有上千万台。

FM无线电广播是由一位名为埃德温·阿姆斯特朗的男子发明的，目的是为了获得高保真度（且无静电干扰）的音乐广播。他于1939年建立了第一家电台，但是直到20世纪60年代FM才真正流行起来。因此FM无线电广播的频率更高。

扫描器

在日常生活中见到的大多数无线电都是专用无线电。例如，AM无线电收音机可收听到535千赫至1.7兆赫的频带中的所有AM广播电台，但不能收听到其他频带中的电台。FM无线电收音机可收听至88至108兆赫频带中的所有FM广播电台，而不能收听到其他频带中的电台。CB无线电收音机可收听到40个专属于民用频带无线电的频道，而不能收听到其他频道。扫描器与它们不同。

扫描器是具有极宽频率范围的无线电接收器，因此可收听到各种无线电信号。扫描器通常用来收听当地的警局、消防和应急广播通信（因此扫描器经常被称为“警用扫描器”），但是您也可以用它来收听各种谈话。一般情况下，您可以：

• 设置扫描器扫描整个频率范围，在检测到所扫描的任何频率上的信号时，停止扫描——如果您对警察的所作所为感兴趣，可以扫描所在区域警局的无线电频率。当巡逻汽车发出呼叫报告问题时，扫描器将停在该频率处，您就可以收听到谈话内容。
  
• 将扫描器设置在特定频率处，收听该频道——例如，如果想收听当地机场的控制塔和飞机之间的传输信号——您可以通过调到机场使用的特定频率来收听。因为扫描器可以接收到很大范围的频率，因此经过设置后可以接收空中几乎所有的无线电信号。

为了使用扫描器，需要有准确的频率表，以便得知事件发生地点。