UHF 解释:什么是 UHF 及其工作原理?

通过Joost Nusselder | 更新日期:  2022 年 5 月 3 日

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什么是超高频? 您可能以前听说过并想知道它是什么。

超高频 (UHF) 是 ITU 指定的 无线电频率 在 300 MHz 和 3 之间的范围内 GHz,也称为分米波段,因为波长范围从 300 到 1 分米。 频率高于 UHF 频段的无线电波属于 SHF(超高频)或微波频率范围。 低频信号落入 VHF(甚高频)或更低频段。 UHF无线电波主要通过视线传播; 尽管通过建筑物墙壁的传输对于室内接收来说足够高,但它们被山丘和大型建筑物阻挡。 它们用于电视广播、无绳电话、对讲机、个人无线电服务卫星通信、手机和许多其他应用。 IEEE 将 UHF 雷达频段定义为 1 MHz 和 2 GHz 之间的频率。 另外两个 IEEE 雷达频段与 ITU UHF 频段重叠:2 至 4 GHz 之间的 L 频段和 XNUMX 至 XNUMX GHz 之间的 S 频段。

在本文中,我将解释超高频是什么、它是如何工作的以及它的一些用途。 那么,让我们开始吧!

什么是超高频

UHF 无线电波的传播特性

传播特性是指无线电波在空气中传播并与环境相互作用的方式。 了解这些特性对于设计和操作至关重要 无线 通信系统有效。

UHF 波如何传播?

与所有无线电波一样,UHF 波以光速在空气中传播。 然而,与较低频率的 HF 波不同,UHF 波不会被电离层反射,因此仅限于视距通信。 这意味着超高频波只能沿直线传播,会被建筑物、山丘和树木等障碍物阻挡。

功率和体积特性

与低频波相比,UHF 波的功率和体积都较小。 这意味着 UHF 信号穿透障碍物的能力较差,并且更容易受到在同一频段运行的其他无线设备的干扰。

通道扫描和频率特性

UHF 波具有少许信道扫描和频率特性。 这意味着 UHF 信道很窄,只能支持很小的带宽。 因此,UHF 无线通信系统通常用于个人和共享通信,例如对讲机、无线麦克风和遥控设备。

天线

天线是能够传输和接收信号的设备。 它们用于远距离、穿过建筑物和绕过障碍物传输信号。 天线的功能是将电信号转换为电磁波,反之亦然。 信号通过空气传输,天线接收或发送它们。

天线的类型

市场上有不同类型的天线,每一种都是为特定用途而设计的。 一些常见的天线类型是:

  • 全向天线:这些天线在各个方向发射和接收信号。 它们通常用于广播电视和无线电信号。
  • 定向天线:这些天线在特定方向上发射和接收信号。 它们通常用于移动通信和需要强大信号的环境中。
  • 偶极天线:这些天线简单且易于安装。 它们常见于小型科学装置中,用于短距离传输和接收信号。
  • 碟形天线:这些天线采用抛物面反射器来增加天线的增益。 它们通常用于卫星通信和需要强大信号的环境中。

UHF 与 VHF 天线

UHF 和 VHF 天线之间的选择取决于信号的频率和所需的范围。 UHF 天线的波长较短,更适合在较短距离内传输信号。 VHF 天线的波长更长,更适合远距离传输信号。

影响天线性能的因素

有几个因素会影响天线的性能,包括:

  • 天线高度:天线越高,信号接收和传输效果越好。
  • 天线的角度:天线的角度会影响干扰的机会和信号的质量。
  • 天线的灵敏度:更灵敏的天线将实现更好的信号接收。
  • 信号的力量:更强的信号将实现更好的信号传输。
  • 视线:天线需要与发射塔或接收塔有清晰的视线。
  • 设置:天线需要设置在正确的位置,以实现清晰的信号传输和接收。
  • 空气中的水含量:水会干扰信号并降低信号质量。

天线增益和 dB

天线增益是天线提供的信号强度增加的量度。 它以分贝 (dB) 为单位进行测量。 较高增益的天线将提供比较低增益天线更好的信号。

单工和双工模式

单工模式是一种以相同频率发送和接收信号的通信模式。 双工模式是一种以不同频率发送和接收信号的通信模式。

直放站天线

中继器天线用于扩展信号范围。 它们接收到微弱的信号并以更高的功率重新传输以扩展信号的范围。

应用领域

UHF 由于其优于 VHF 的优点,被广泛用于各种通信应用中。 UHF 在通信中的一些主要用途是:

  • 公共安全:UHF 用于公共安全通信,包括警察、消防和紧急医疗服务。 UHF 允许进行短距离通信,非常适合建筑物会阻挡信号的城市地区。 集群无线电系统通常用于允许多个机构共享相同的频道。
  • 手机:UHF 频率用于手机,包括 GSM 和 UMTS 网络。 这些网络允许语音和数据传输,以及附加服务,例如短信和互联网访问。
  • 无线网络:UHF 用于无线网络,包括 Wi-Fi 和蓝牙。 这些网络允许在不需要电线或电缆的情况下连接设备。
  • 卫星通信:UHF用于卫星通信,包括GPS和卫星电话。 这些设备允许在传统通信方法可能不可用的偏远地区进行通信。

广播

UHF 还用于广播,包括电视和广播。 UHF 在广播中的一些主要用途是:

  • 电视:UHF 用于数字电视广播,与模拟广播相比具有更高的质量和更多的频道。 UHF 还用于高清晰度电视 (HDTV) 广播。
  • 无线电:UHF 用于业余无线电,也称为业余无线电。 这允许业余无线电操作员之间使用 UHF 频率进行通信。 UHF 还用于无绳电话和 DECT(数字增强无绳通信)电话。

军队和政府

UHF 被军方和政府用于各种目的,包括:

  • 陆基通信:UHF用于陆基通信,包括军事基地和政府机构之间的通信。
  • 雷达和跟踪:UHF 用于雷达和跟踪系统,包括隐形技术。
  • 卫星通信:UHF被军方和政府用于卫星通信。

其他应用案例

UHF 还有许多其他应用,包括:

  • 个人收音机:超高频用于个人收音机,包括对讲机和双向收音机。 这些设备经常用于户外活动,例如露营和远足。
  • 计算设备:UHF 用于计算设备,包括 RFID(射频识别)标签和 NFC(近场通信)设备。
  • 天线:UHF 天线用于发射和接收 UHF 信号。 这些天线有各种尺寸和类型,包括便携式和基站天线。
  • 频谱重新分配:UHF 频率正在重新分配,以满足无线服务对额外频谱的需求。 这包括对 UHF 广播频率需求的下降以及 UHF 在无线宽带服务中的优化使用。

UHF 和 VHF:谁在使用它们?

在我们深入探讨谁使用 UHF 和 VHF 频率之前,让我们快速了解一下它们是什么。 UHF 代表超高频,VHF 代表甚高频。 两者之间的主要区别在于它们运行的​​频率范围。UHF 无线电在 400-512 MHz 的范围内运行,而 VHF 无线电在 136-174 MHz 的范围内运行。 频率范围影响无线电的信号范围和穿透能力。

谁使用 UHF 无线电?

  • 建筑工人:UHF 无线电由于能够穿透建筑物和构筑物而常用于建筑工地。 它们也非常适合在嘈杂的环境中进行通信。
  • 行业:UHF无线电广泛应用于制造、交通、物流等行业。 它们非常适合在大范围内进行通信,并且专为承受恶劣环境而设计。
  • 公共服务:UHF 无线电通常用于公共服务,例如警察、消防和紧急医疗服务。 它们提供比 VHF 无线电更高级别的安全性和隐私性。
  • 商业服务:商店和餐馆等商业服务也使用 UHF 无线电。 它们结构紧凑,便于携带,非常适合在小范围内进行通信。

你应该选择哪一个?

在 UHF 和 VHF 无线电之间进行选择时,需要考虑以下几点:

  • 信号范围:UHF 无线电提供更短的范围但更好的穿透能力,而 VHF 无线电提供更长的范围但可能难以穿透建筑物和结构。
  • 电池寿命:与 VHF 无线电相比,UHF 无线电通常需要更小的电池尺寸并提供更长的电池寿命。
  • 价格:UHF 无线电通常比 VHF 无线电更贵,因为它们具有更高的频率范围和结构。
  • 具体需求:根据您的具体需求,您可能会发现一种收音机比另一种更适合您。

最终,UHF 和 VHF 无线电之间的选择取决于您的工作类型和工作环境。了解两者之间的差异可以帮助您在购买无线电时做出明智的决定。

在 VHF 和 UHF 频率之间进行选择

  • VHF 频率提供更宽的带宽,这意味着它们可以一次传输更多数据。
  • VHF 频率更适合户外使用和长距离工作。
  • VHF 频率不易受到其他设备的干扰。
  • VHF 无线电通常提供更高质量的信号,更适合在开阔地区工作。

结论

所以你有它,uhf 代表超高频,它用于无线电通信。 它非常适合个人和共享通信,但不适合远程信号。 但别担心,还有其他频率。 所以,现在你知道了!

我是 Joost Nusselder,Neaera 的创始人,也是一名内容营销人员,父亲,我热爱以吉他为核心尝试新设备,并与我的团队一起,自 2020 年以来一直在撰写深度博客文章帮助忠实的读者获得录音和吉他技巧。

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