电磁波与频段
什么是电磁波？
电磁波是电场和磁场交替变化并在空间中传播的波动。不需要介质，可以在真空中传播，速度为光速：
$$c = 3 \times 10^8 \text{ m/s} = 300,000 \text{ km/s}$$
核心公式
$$c = f \times \lambda$$
- $f$ = 频率（Hz）
- $\lambda$ = 波长（m）
- $c$ = 光速（$3 \times 10^8$ m/s）
💡 记忆口诀：频率越高，波长越短。300MHz 对应 1米波长。
电磁波的传播方式
| 传播方式 | 适用频段 | 特点 |
|---|---|---|
| 地波 | LF/MF（长波/中波） | 沿地面传播，稳定但衰减大 |
| 天波 | HF（短波 3-30MHz） | 经电离层反射，可实现远距离通信 |
| 视距传播 | VHF/UHF（超短波） | 直线传播，受地形和建筑物影响 |
| 散射传播 | VHF/UHF | 利用对流层散射，超视距通信 |
电离层与天波
电离层位于地面 60-400km 高度，分为 D、E、F1、F2 层：
- 白天：D 层吸收强，高频段（14MHz+）才能穿透到达 F 层反射
- 夜晚：D 层消失，低频段也能反射，但 F 层升高，最高可用频率（MUF）降低
⚠️ 太阳活动影响：太阳黑子活动高峰期（约11年周期），电离层电子密度增加，HF 通信条件更好。
无线电频谱划分
频段名称 频率范围 波长范围 业余用途
─────────────────────────────────────────────────────────────
LF 长波 30-300 kHz 10-1 km 极少
MF 中波 300-3000 kHz 1000-100 m 160米波段 (1.8-2.0MHz)
HF 短波 3-30 MHz 100-10 m 80m/40m/20m/15m/10m
VHF 超短波 30-300 MHz 10-1 m 6m/2m (144-148MHz)
UHF 微波 300-3000 MHz 100-10 cm 70cm/23cm (430-440MHz)
SHF 厘米波 3-30 GHz 10-1 cm 卫星通信、微波中国业余频段速查
| 波段 | 频率范围 | 模式 | 传播特性 |
|---|---|---|---|
| 160m | 1.800-2.000 MHz | CW/SSB | 夜间地波+天波 |
| 80m | 3.500-3.900 MHz | CW/SSB | 夜间通信主力 |
| 40m | 7.000-7.200 MHz | CW/SSB/Digital | 全天候远距离 |
| 20m | 14.000-14.350 MHz | CW/SSB/Digital | DX 黄金频段 |
| 15m | 21.000-21.450 MHz | CW/SSB | 太阳活动期开放 |
| 10m | 28.000-29.700 MHz | CW/SSB/FM | 太阳活动期全球通联 |
| 6m | 50-54 MHz | SSB/FM | 突发E层传播 |
| 2m | 144-148 MHz | FM/Digital | 本地通信、中继 |
| 70cm | 430-440 MHz | FM/Digital | 本地通信、卫星 |
📊 频率与波长换算器
┌─────────────────────────────────────┐
│ 频率 (MHz) │ 波长 = 300 / 频率 │
│ ───────────────────────────────── │
│ 3.5 MHz │ 85.7 米 (80m波段) │
│ 7.0 MHz │ 42.9 米 (40m波段) │
│ 14.0 MHz │ 21.4 米 (20m波段) │
│ 144 MHz │ 2.08 米 (2m波段) │
│ 435 MHz │ 0.69 米 (70cm波段) │
└─────────────────────────────────────┘🧪 动手实验：估算波长
找一根导线，按以下公式剪成特定长度，就是对应频率的半波振子天线（实际需考虑缩短率）：
$$\text{长度}(\text{m}) = \frac{150}{f(\text{MHz})}$$
例如 7MHz 的半波振子：$150 / 7 = 21.4$ 米
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