無線周波数または RF 周波数は、主に通信業界で使用される電磁放射の種類を指します。 このブログ投稿では、電波の使用、無線周波数のアプリケーション、および電波の周波数範囲について詳しく説明します。

高周波はどのようにして生まれたのでしょうか?

無線周波数の概念は、スコットランドの物理学者、ジェームス クラーク マクスウェルが電磁気学の統一理論と呼ばれる研究に着手した 1870 年代にまで遡ります。

 

• 多くのことの中で、次のことが証明されました。
• それは、結合した磁場と電場が電磁波として宇宙を伝わる可能性を予測しました。

現在マクスウェルの方程式として知られるこの理論は、光が短波長の電磁波を構成する可能性を提案しました。
ドイツの物理学者ハインリヒ・ヘルツが 1887 年にマクスウェルの理論をテストしたのは、この理論の前提に基づいています。 このデモンストレーションでは実験室での電波の生成が行われ、その結果、その電波が光と似た性質を持っていることが示されました。 これらの特性には、偏光、定在波、回折、屈折が含まれますが、これらに限定されません。

 

現代世界における RF 周波数とは何ですか?

マクスウェルとハインリッヒの両方による実験は、今日私たちが持っているものの枠組みを築くのに役立ちました。 さて、Wikipedia によると、無線周波数 (RF) は「交流電流または電圧の振動率」です。

次のような説明にも使用できます。

• 周波数における機械システムの振動率。
• 磁石の振動率。
• 電磁場の振動率。

これらの定義によれば、電波の波長は最長であることに加えて、通常は 20 kHz ～ 300 GHz の範囲になります。 無線周波数 (RF) 技術やアプリケーションでの使用は、振動電流からのエネルギーが電波の形で空間に放射される周波数によるものです。

RF周波数と電波の対比

無線周波数 (RF) と電波は 1 つとしてみなされることもありますが、両者の間には若干の違いがあります。

• 相違点の一部を次に示します。
• 電波の波長は無線周波数に反比例します。

加速された荷電粒子は電波の放射につながりますが、無線周波数 (RF) で振動する電流は、より低い可聴周波数の交流電流や直流電流と共通の特性を持ちません。

電波の発生

波は、時間とともに変化する電流や、照明や他の形式の自然化されたプロセスによって生成される無線ノイズなど、幅広い方法で生成されます。

最も単純な説明は、電波が送信機によって生成され、受信機がそれを検出するということです。 次のプロセスには、無線送信機がアンテナを通過することが含まれます。 これにより、送信機はエネルギーを宇宙に送信し、受信機は送信されたエネルギーを空間から受信または取得することができます。

電波の種類

さまざまな種類の電波が存在し、どの電波を使用するかは一般的なアプリケーションによって異なります。

電波の種類について簡単に説明します。

これらは、低周波数 (LF)、中周波数 (MF)、高周波数 (HF) などの帯域または範囲にラベル付けまたは分類されます。
各範囲または帯域では、10 の累乗 (または桁数) に相当する周波数の増加が見られる傾向があります。
そうは言っても、オプションのいくつかを次に示します。

ａ． 低～中周波数

これらは「波の連鎖」の中で最も低いものです。 これらの中で、超低周波 (ELF) が際立っています。 周波数が3kHz未満で、電波の波長が100kmまでの電波を指します。

ELF の利点は次のとおりです。

これらの波は、通常は雷を通じて自然に生成されます。
波は、岩や水に入り込んで洞窟、潜水艦、鉱山と通信するなど、さまざまな目的に使用できます。
超低周波 (ELF) は、通信距離が長いため頼りになります。
逆に、次のような理由から ELF の使用を控えたほうがよい場合もあります。

波は電離層と地球の間で「往復」することがあります。
雷によって引き起こされる障害は、無線信号の送信を妨害する傾向があります。
低周波 (LW) および中周波 (MF) 範囲には、航空無線と海洋無線の両方が組み込まれる傾向があります。 また、振幅変調 (AM) 無線 (通常は 535 kHz ～ 1.7 MHz の無線) もサポートしています。

振幅変調 (AM) のセールス ポイントの 1 つは、特に夜間の長距離通信です。 欠点としては、長距離は干渉を受けやすく、音質に悪影響を与える傾向があります。

b. より高い周波数範囲

これらはより高い周波数範囲の電波です。 多くの場合、10 の累乗または桁数が使用されます。

より高い周波数範囲に属する無線周波数の例は次のとおりです。

• 超短波 (VHF)
• 超短波 (UHF) および;
• 高周波（HF）

これらの範囲または帯域では、通信に周波数変調 (FM) 帯域が使用されることがよくあります。 AM よりも FM には次のような利点があります。

無線周波数は 88 MHz ～ 108 MHz です。
周波数変調 (FM) 帯域は環境コンポーネントによって制約されることがほとんどないため、信号品質の低下はほとんど発生しません

c. 最高周波数範囲

名前が示すように、これらは最も高い周波数範囲を持つ電波です。 属性には次のようなものがあります。

• これらの範囲は、マイクロ波帯域の特徴としてみなされることがよくあります。
• これらは、無線帯域内で最も高い周波数です。
• ここでは超短波 (SHF) と超短波 (EHF) が最も優先されます。

SHF対EHF

無線帯域内で最も高い周波数であるにもかかわらず、SHF と EHF は異なります。 たとえば、SHF は一般的に、より短い範囲の接続を必要とするアプリケーションに使用されます。 例としては、ユニバーサル シリアル バス (USB)、Wi-Fi、Bluetooth などがあります。

超短波 (SHF) は、空気による損傷や干渉を受けにくいため、超短波 (EHF) よりも好まれます。

一般に、EHF や SHF などの最高周波数は、衛星パラボラアンテナへの信号の方向をサポートする短い波長を持っています。

ただし、これらの周波数範囲に関する課題の 1 つは、空気中の分子による周波数の同化または吸収です。 これが、これらの周波数範囲が常に特定のアプリケーションや範囲を超えるわけではない理由の 1 つです。