無線電波

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引言

在電磁波譜中，波長最長的無線電波可以被發現。這些波的頻率在300 GHz（高頻）到3 kHz（低頻）之間，有時也被定義為頻率高於3 GHz的微波。

在300 GHz的頻率下，無線電波的波長為1毫米；在3 kHz的頻率下，波長為100公里（Mascoop等人，2021）。

像所有其他波一樣，電磁無線電波也以光速傳播。無線電波是由所有自然現象產生的，例如天體和閃電。用於無線電通訊、計算機網路、導航系統、雷達、廣播和各種應用的無線電波是人工產生的。

什麼是無線電波？

由無線電發射機產生並由無線電操作員接收的波被稱為無線電波。這些波在地球大氣中具有各種傳播方式。

圖1：射電天文

長無線電波在地球大氣中的各種障礙物周圍發生衍射，短無線電波則反射地球的電離層，然後返回地平線，形成天波。因此，兩種波的傳播都非常侷限於視距（Kontar等人，2019）。這是因為波長較短，沿視線傳播。

無線電波的用途

無線電波被認為是電磁輻射，用於各種現代應用和技術。無線電波的頻率主要用於無線電、調頻、電視、調幅廣播、軍事通訊、業餘無線電、手機和計算機無線網路或WiFi（Reynolds等人，2017）。

這些用於多種通訊目的的無線電波可以自由穿過地球大氣層。

無線電波的頻段是什麼？

頻段	波長範圍	頻率範圍
極高頻 (EHF)	1毫米 - 1釐米	30 GHz - 300 GHz
極低頻 (ELF)	>100公里
中頻 (MF)	100米 - 1公里	300 kHz - 3 MHz
高頻 (HF)	10米 - 100米	3 MHz - 30 MHz
低頻 (LF)	1公里 - 10公里	30 kHz - 300 kHz
超高頻 (SHF)	1釐米 - 1釐米	3 GHz - 30 GHz
甚低頻 (VLF)	10釐米 - 100公里	3 kHz - 30 kHz
甚高頻 (VHF)	1米 - 10米	30 MHz - 300 MHz
特高頻 (UHF)	10釐米 - 1米	300 MHz - 3 GHz

表1：無線電波頻段

無線電波是如何產生的？

無線電波可以自然產生也可以人工產生。由閃電或天體產生的波是自然產生的無線電波。自然產生的無線電波是溫物體發射的黑體輻射的主要部分（Eastwood等人，2018）。用於雷達、導航系統、計算機網路和無線電通訊的波被稱為人工產生的無線電波。這些無線電波主要由帶電粒子（如質子和電子）加速產生，例如隨時間變化的電流。

電磁波的結構

電磁現象包括偏振、吸收、反射、衍射和折射。這些對於研究在太空中甚至在地球表面傳播的無線電波非常重要（Salam，2019）。賦予人們執行任務能力的能量可以有多種形式，也可以從一種形式轉換為另一種形式。勢能表示水壩和電池產生的能量。可以理解電磁波的結構，從而更好地瞭解運動中的物體被認為具有動能。

圖2：電磁波譜中的無線電波

質子和電子是帶電粒子，當它們運動時有助於形成電磁場。這個電磁場傳輸一種能量，被稱為電磁光或輻射（Johnson等人，2018）。磁性是靜止的，用於冰箱磁鐵，而變化的磁場會引起電場的變化，反之亦然，這是形成電磁波的原因。這些存在於電磁波譜中的電磁波（包括無線電波）不僅可以穿過固體材料和空氣，還可以穿過空曠的空間或真空。

結論

射頻 (RF) 能量通常被稱為射頻波或射頻輻射，它是電磁能量的一種形式，是電磁波譜的主要部分。它們既是人造的，也是自然形成的電磁能量來源。如果人們暴露於非常高的射頻波中，它可能會透過提高人體溫度來加熱生物組織而對人體造成傷害。這些無線電波主要由手機發射，例如RF-EMF會被人的大腦迅速吸收，並影響神經元和大腦活動。

常見問題

Q1. 無線電波是如何人工產生的？

無線電波可以人工和自然地產生。包括人體在內的每個物體都會發出無線電波和電磁輻射，這取決於物體的溫度。

Q2. 什麼是無線電通訊？

為了接收來自調頻或調幅廣播電臺的無線電訊號，使用無線電天線。該天線接收無線電訊號，無線電操作員或調諧器調諧到特定的無線電訊號。這是透過使用電感器或諧振器來完成的，它被認為是與晶體振盪器或電容器相關的電路。

Q3. 什麼是無線電波傳播？

無線電波在各種頻率下不斷在地球表面甚至太空中傳播。無線電波傳播主要是對電磁現象的研究，包括偏振、吸收、衍射、反射和折射。

Q4. 電磁波的主要特性是什麼？

電磁波以光速傳播。這些波不需要任何介質進行傳播，可以發生衍射和干涉，並且是偏振的。

Q5. 無線電波如何在WiFi中使用？

與所有其他無線裝置一樣，WiFi 也使用相同的原理。它使用無線電頻率在裝置之間傳送訊號，其頻率與汽車收音機、氣象收音機、對講機等裝置的頻率大不相同。

參考文獻

期刊

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Johnson, M. D.，Narayan, R.，Psaltis, D.，Blackburn, L.，Kovalev, Y. Y.，Gwinn, C. R.，… & Sironi, L. (2018)。射電波段人馬座A*的散射和內稟結構。《天體物理學雜誌》，865(2)，104。檢索自：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/aadcff/pdf

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網站

NASA，2022。關於什麼是無線電波？檢索自：https://www.nasa.gov [檢索日期：2022年6月10日]