第一節(jié) 產(chǎn)品定義及發(fā)展歷程
1、定義
波導(dǎo)(Wave guide)是由引導(dǎo)電磁波的一組物質(zhì)邊界或構(gòu)件制成的傳輸線。最普通的波導(dǎo)形式是一根金屬管子。其他形式有(電)介質(zhì)棒或由導(dǎo)電材料和介質(zhì)材料組成的混合構(gòu)件。
波導(dǎo)元件是用空心金屬波導(dǎo)或空腔等制作的微波電路的基本功能部件。波導(dǎo)元件可以組成各種波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)或連成各種微波電路,其作用與低頻下的電阻、電感、電容和諧振回路等很相似,但大都是分布參數(shù)元件。
2、發(fā)展歷程
1873年麥克斯韋爾建立了電磁場(chǎng)理論。1887年赫茲驗(yàn)證了電磁波的存在。1895年馬克尼發(fā)明了無線電,開創(chuàng)了無線電波的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 無線電波的頻率范圍從3000Hz到3000GHz。馬克尼最初的實(shí)驗(yàn)是在較低的頻率上進(jìn)行的。
在馬克尼向英國郵政局的官員演示他發(fā)明的無線電報(bào)后不久,1896年,在船和海岸之間實(shí)現(xiàn)了第一次無線電通信,開創(chuàng)了無線電通信的新紀(jì)元。
最初的正常通信應(yīng)用是在1898年英格蘭海岸用無線電報(bào)報(bào)告派救生艇營救海上遇難者。1901年12月12日馬克尼的歷史性無線電信號(hào)跨越了大西洋。
在馬克尼發(fā)明無線電報(bào)后的幾年中,認(rèn)為只有無線電頻譜較低的部分適合無線電通信而且僅能用于有限的用途。直到1938年開羅會(huì)議30MHz 以上的頻率劃分給業(yè)余業(yè)務(wù)和實(shí)驗(yàn)無線電業(yè)務(wù)。第二次世界大戰(zhàn)的緊急需要幾乎一夜就改變了這種觀點(diǎn)。在1943年美國軍隊(duì)制定一個(gè)頻率高達(dá)300MHz 的劃分 規(guī)劃 。
科學(xué) 研究 和技術(shù)的發(fā)展以及戰(zhàn)爭(zhēng)的結(jié)果,世界日益增長的需求和空間時(shí)代的到來,加速了對(duì)無線電通信的需求,頻譜的使用和為其劃分頻率已是必然趨勢(shì)。
無線電波的傳播是沒有國界的,使用中必須有某些 規(guī)劃 。各國使用前必須進(jìn)行協(xié)調(diào)才能避免相互干擾。飛機(jī)和船舶可以到處在世界范圍航行,無線電臺(tái)要能在世界范圍工作,遇險(xiǎn)和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間和信號(hào)頻率也需全球范圍的協(xié)調(diào)和保護(hù)。頻率劃分是與管理和核準(zhǔn)使用分不開的,國際和國內(nèi)都是一樣的。
頻率的使用和設(shè)備有密切關(guān)系,事先對(duì)設(shè)備操作進(jìn)行 規(guī)劃 ,確保設(shè)備和操作的電磁兼容,設(shè)備和使用的國際標(biāo)準(zhǔn)化,以及無線電操作的國際保護(hù),使生產(chǎn)和操作者可以在實(shí)際使用很早以前做出計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)成為可能,并能知道可用的頻率。國際劃分(統(tǒng)一世界使用)將促進(jìn)無線電設(shè)備的生產(chǎn)和標(biāo)準(zhǔn)化。
國際頻率劃分是由國際電聯(lián)無線電行政大會(huì)考慮會(huì)員國的建議的基礎(chǔ)上確定的,是國際無線電規(guī)則的重要組成部分。
第一次國際頻率劃分是在1906年柏林無線電大會(huì),指定500和1000kHz頻率為船到岸電報(bào)的一般公眾業(yè)務(wù)頻率。因?yàn)橹挥幸环N業(yè)務(wù),不能叫做頻率劃分表。 船—岸無線電通信集中在500kHz 開始不久,很大程度上,因?yàn)榇d天線的共振特性,該頻率很快成為全球呼叫和遇險(xiǎn)頻率,并保持到今天。船—岸電臺(tái)工作頻率圍繞500kHz 分組工作在375—550kHz 頻段。長距離點(diǎn)到點(diǎn)通信開發(fā)200kHz 以下的頻率,因?yàn)檫@個(gè)數(shù)量級(jí)的頻率的傳播特性適合長距離無線電通信。無線電廣播在550—600kHz 范圍開始工作,并在一段時(shí)間內(nèi)與海上移動(dòng)業(yè)務(wù)爭(zhēng)奪恰好高于500kHz 的頻譜空間;但最后確定在535—1605 kHz 頻段。這樣,在1912年制定了第一的國際頻率劃分表,正式開始了為各種無線電業(yè)務(wù)劃分頻率。
兩次世界大戰(zhàn)的需要,生活各方面需要的擴(kuò)大,科研和開發(fā)的增加,滿足這些需求和新技術(shù)的出現(xiàn),例如空間無線電通信已為加強(qiáng)頻譜的使用施加無情的壓力,使用頻率越來越向高端擴(kuò)展。第一次世界大戰(zhàn)證明高頻世界范圍的無線電通信是非常重要的,對(duì)率劃分提出強(qiáng)烈的需求—1927年華盛頓無線電大會(huì)增加了頻率劃分。五年后,1932年馬德里無線電大會(huì)將劃分表擴(kuò)展到30MHz。六年后,1938年開羅無線電大會(huì)將劃分表擴(kuò)展到200MHz(歐洲地區(qū)),在美洲大陸頻譜擴(kuò)展到300MHz ,供進(jìn)一步 研究 和試驗(yàn)用。
第二次世界大戰(zhàn)為頻譜帶來新的應(yīng)用,例如雷達(dá),民航需要瞬時(shí)和可靠的全球通信有巨大的擴(kuò)展,廣泛使用雙向無線電,F(xiàn)M/TV 廣播和微波中繼通信。僅美國軍隊(duì)具有一個(gè)頻率高達(dá)30 MHz 的頻率劃分計(jì)劃。這些新的需求和1938年開羅無線電大會(huì)以來九年的發(fā)展導(dǎo)致1947年大西洋城無線電大會(huì)將頻率劃分表擴(kuò)展到10.5GHz 并且無線電業(yè)務(wù)擴(kuò)展到15種。
空間活動(dòng)的開展,成功的建立了衛(wèi)星通信系統(tǒng),對(duì)射電天文興趣的增加,用于無線電導(dǎo)航和定位的雷達(dá)需要更多的頻譜,船載電傳和傳真系統(tǒng)的需要達(dá)到了頂點(diǎn),在1959年和1963年日內(nèi)瓦無線電大會(huì)將劃分表擴(kuò)展到40GHz,無線電業(yè)務(wù)增加到26種。1971年日內(nèi)瓦空間業(yè)務(wù)無線電大會(huì)將頻率劃分表擴(kuò)展到275GHz ,增加了大量新的衛(wèi)星業(yè)務(wù),無線電業(yè)務(wù)已達(dá)41種。1974年日內(nèi)瓦水上移動(dòng)業(yè)務(wù)無線電大會(huì)對(duì)劃分表也作了修改。1977年日內(nèi)瓦廣播衛(wèi)星大會(huì)對(duì)有關(guān)業(yè)務(wù)頻段作了修改。1978年日內(nèi)瓦航空業(yè)務(wù)大會(huì)對(duì)航空業(yè)務(wù)頻段作了修改。
1979年世界無線電行政大會(huì),對(duì)劃分表作了全面修改,頻段擴(kuò)展到300GHz ,業(yè)務(wù)增加到46種,1982年出版新的國際頻率劃分表。1983年日內(nèi)瓦移動(dòng)業(yè)務(wù)大會(huì)(MOB-83),1985年日內(nèi)瓦衛(wèi)星業(yè)務(wù) 規(guī)劃 大會(huì)(ORB-85),1987年日內(nèi)瓦高頻廣播 規(guī)劃 大會(huì)(HFBC-87), 1987年日內(nèi)瓦移動(dòng)業(yè)務(wù)大會(huì)(MOB-87)和1988年日內(nèi)瓦衛(wèi)星業(yè)務(wù) 規(guī)劃 大會(huì)(ORB-88)對(duì)相應(yīng)業(yè)務(wù)頻段進(jìn)行了修改并做出相應(yīng)業(yè)務(wù) 規(guī)劃 。1992年馬拉加-托雷莫里諾斯世界無線電行政大會(huì)(WARC-92),1995年日內(nèi)瓦世界無線電通信大會(huì)(WRC-95)和1997年日內(nèi)瓦世界無線電通信大會(huì)(WRC-97)對(duì)頻率劃分表都作了重大修改并于1998年出版新的國際頻率劃分表,頻率劃分?jǐn)U展到400GHz。
2000年伊斯坦布爾世界無線電通信大會(huì)(WRC-2000)增加第三代移動(dòng)業(yè)務(wù)頻率劃分。我國新的頻率劃分表就是根據(jù)1998年版頻率劃分表和WRC-2000的修改意見為基礎(chǔ)并結(jié)合我國實(shí)際情況修訂的。
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