无线电频率

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射频(RF)是交流电流、交流电压、磁场、电场、电磁场或机械系统的振荡速率，其频率范围约为每秒两万次(20 KHz)到每秒三千亿次(300 GHz)。这大致处于音频的上限和红外线频率的下限之间。^[1]^[2] 在这个频率范围内，振荡电流的能量能够以无线电波的形式从导体辐射到空间中。辐射频率的上限和下限由不同的信号源决定。

目录编辑

1 电流编辑

以射频振荡的电流(射频电流)具有直流电或低频交流电所不具备的特性。

导体中的射频电流产生的能量可以以电磁波(无线电波)的形式辐射到空间中。这是无线电技术的基础。
射频电流不会深入分布在电导体的内部，而是倾向于沿电导体表面流动；这就是所谓的趋肤效应。
施加到身体上的射频电流，通常不会像低频电流那样产生电击的痛感和肌肉收缩。^[3]^[4] 这是因为电流的方向改变太快，触发了神经膜的去极化。然而，这并不意味着射频电流是无害的；它们会造成内伤以及严重的表面烧伤，这称为射频烧伤。
射频电流可以轻易地电离空气，在空气中形成传导路径。电弧焊接中使用的“高频”单元就利用了这一特性。它们使用频率高于配电频率的电流。
另一个特性是能够通过包含绝缘材料的路径，例如电容器的电介质绝缘体。这是因为电路中的容抗随着频率而降低。
相反，射频电流可以被线圈阻断。它甚至会被导线中的单匝或弯曲阻断。这是因为电路的感抗随频率而增加。
当由普通电缆传导时，射频电流倾向于从电缆中的不连续处(如连接器)反射，然后沿着电缆向源方向返回，产生一种称为驻波的效应。因此，射频电流必须由被称为传输线的专用类型电缆承载，如同轴电缆。

2 频带编辑

无线电频谱被国际电信联盟(ITU)分成如下频带，每个频带都有一个传统命名:

频率范围	波长范围	ITU名称		IEEE频段^[5]
频率范围	波长范围	全名	缩写^[6]	IEEE频段^[5]
3–30 Hz	10⁵–10⁴ km	极低频	ELF	不适用
30–300 Hz	10⁴–10³ km	超低频	SLF	不适用
300–3000 Hz	10³–100 km	特低频	ULF	不适用
3–30 kHz	100–10 km	甚低频	VLF	不适用
30–300 kHz	10–1 km	低频	LF	不适用
300 kHz – 3 MHz	1 km – 100 m	中频	MF	不适用
3–30 MHz	100–10 m	高频	HF	HF
30–300 MHz	10–1 m	甚高频	VHF	VHF
300 MHz – 3 GHz	1 m – 10 cm	特高频	UHF	UHF, L, S
3–30 GHz	10–1 cm	超高频	SHF	S, C, X, Ku, K, Ka
30–300 GHz	1 cm – 1 mm	极高频	EHF	Ka, V, W, mm
300 GHz – 3 THz	1 mm – 0.1 mm	至高频	THF	不适用

1GHz及以上的频率通常称为微波，^[7] 30GHz及以上的频率称为毫米波。更详细的频带设计由IEEE标准——频带名称^[5] 和欧盟/北约频带名称给出。^[8]

3 通信中的射频编辑

射频信号在发射机、接收机、计算机和电视等许多功能单元中产生和处理。无线电频率也应用于载波电流系统，包括电话和控制电路。

4 医学中的射频编辑

辐射波或电流形式的射频能量已经在医疗中使用超过75年，^[9] 通常用于基于射频消融的微创手术，包括睡眠呼吸暂停的治疗。^[10]

5 对人体的影响编辑

通过人体组织的射频电流会在组织中产生热量，并可能导致烧伤。

6 测量编辑

低频射频信号的测量可以使用标准仪器。但较高频率的测量，需要更加专业化的测试设备。

7 机械振动编辑

虽然射频通常指电振荡，但机械射频系统也并不少见: 见机械滤波器和RF MEMS。

参考文献

[1]
^J. A. Fleming, The Principles of Electric Wave Telegraphy and Telephony, London: Longmans, Green & Co., 1919, p. 364.
[2]
^A. A. Ghirardi, Radio Physics Course, 2nd ed. New York: Rinehart Books, 1932, p. 249.
[3]
^Curtis, Thomas Stanley (1916). High Frequency Apparatus: Its Construction and Practical Application. USA: Everyday Mechanics Company. p. 6..
[4]
^Mieny, C. J. (2003). Principles of Surgical Patient Care (2nd ed.). New Africa Books. p. 136. ISBN 9781869280055..
[5]
^IEEE Std 521-2002 Standard Letter Designations for Radar-Frequency Bands Archived 2013-12-21 at the Wayback Machine, Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2002. (Convenience copy at National Academies Press.).
[6]
^Jeffrey S. Beasley; Gary M. Miller (2008). Modern Electronic Communication (9th ed.). pp. 4–5. ISBN 978-0132251136..
[7]
^Kumar, Sanjay; Shukla, Saurabh (2014). Concepts and Applications of Microwave Engineering. PHI Learning Pvt. Ltd. p. 3. ISBN 978-8120349353..
[8]
^Leonid A. Belov; Sergey M. Smolskiy; Victor N. Kochemasov (2012). Handbook of RF, Microwave, and Millimeter-Wave Components. Artech House. pp. 27–28. ISBN 978-1-60807-209-5..
[9]
^Ruey J. Sung & Michael R. Lauer (2000). Fundamental approaches to the management of cardiac arrhythmias. Springer. p. 153. ISBN 978-0-7923-6559-4. Archived from the original on 2015-09-05..
[10]
^Melvin A. Shiffman; Sid J. Mirrafati; Samuel M. Lam; Chelso G. Cueteaux (2007). Simplified Facial Rejuvenation. Springer. p. 157. ISBN 978-3-540-71096-7..

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