无线电频段(无线电波分布在3Hz到3000GHz的频率范围之间):
为了合理使用频谱资源,保证各种行业和业务使用频谱资源时彼此之间不会干扰,国际电信联盟无线委员会(ITU-R)颁布了国际无线电规则,对各种业务和通信系统所使用的无线频段都进行了统一的频率范围规定。
这些频段的频率范围在各个国家和地区实际应用时会略有不同,但都必须在国际上规定的这些范围内。
按照国际无线电规则规定,现有的无线电通信共分成航空通信、航海通信、陆地通信、卫星通信、广播、电视、无线电导航,定位以及遥测、遥控、空间探索等50多种不同的业务,并对每种业务都规定了一定的频段。
各种通信系统对使用信道的频段还有一个选择性与合理性分配问题,以便合理利用并尽量节省频谱资源,满足有效与可靠传输的要求。
对于有线信道,重要的是选择不同的传输媒体和宽带媒体的信道频率复用。一般根据信道业务要求,考虑它们各所要求的前述有线信道(恒参)的性能特征,如损耗、延时与相移特性,以及最低与最高截频等,来确定频段。
海底通信适于极低频段,则有很好的传输性能;任何基带信号传输采用基带信号带宽为截频的全部低频段,模拟话音的低频传输只利用300~3400Hz或优质声音(音乐)从50Hz至15kHz带宽。
比较复杂的问题是,各种无线通信要根据空间电磁波传播特点,来选择与适当分配工作频段。ITU-R对频谱分配进行了具体规则,各国各部门均科学而严格控制频点使用。
电磁波由发射到接收的途径大体分为三种:一是靠地面传播的称为“地波”;二是靠空间两点间直线传播的称为“空间波”;三是靠地球上空的电离层反射到地面的单跳或多跳方式传播,称为“天波”。
沿地表传播的地波,因沿地面电磁波跳跃性传播产生感应电流,会受到地面这种非良导体衰减,且频率越高集肤效应越大,损耗就越大。因此地波适于中长波和中波(即几百千赫到数兆赫),如民用广播从535kHz至1605kHz频段(每10kHz一个节目)就是一例。
数兆赫到数十兆赫的短波(高频段)适于天波传播,收发间距离远大于地波,可达数百公里到上千公里,这决定于天线入射角大小。上面已经提到,电离层会对反射的电磁波进行吸收、衰减,电离浓度越大则损耗越大,而这种因电离层随机变化导致的电磁波起伏衰减就是衰落现象。
如果波长更短,即更高频段,如数百兆赫到数个吉赫(109MHz)以上,则进入微波波段。这一频段的电磁波,电离层的吸收很少,且不再被反射回地面。如卫星通信,电磁波可穿透电离层传播到卫星。这种空间波传播与光有类似性,不但直线传播,而且电磁波也有绕射(衍射)作用,可以绕过一些局部障碍物。例如,微波接力属地面点与点之间直线传播,除了要受地面环境(沼泽、山、林等)一定影响外,天线不便架设过高,因此接力(中继)段不过四、五十公里,通常称为“视距”通信。
无线通信均需收发天线长度与波长λ 匹配的天线尺寸为 1/4·λ,因此利用全向天线的民用广播的电台天线不可能稳定架设100多米。利用900MHz频段的GSM手机天线,可以短至几厘米长,为移动手机小型化便携带来很大方便。
全部无线通信均通过自由空间传播,为了合理使用频段,各地区各种通信又不致互相干扰,ITU科学地分配了各种通信系统所适用的频段,各频段频率与其波长对应值及其名称,由国际电信联盟无线委员会(ITU-R)颁布,各国、各地区、城市均设有相应无线电管理委员会,负责本国、本地区无线频点的合理协调。
在声乐领域中,频段是指声音频率而言,人耳对声音频率的感觉是从最低的20Hz到最高的20KHz,而人的语音频率范围则集中在80Hz~12kHz之间,不同频段的声音对人的感受是不同的。
在通讯领域中,频段指的是电磁波的频率范围,单位为Hz,按照频率的大小,可以分为:
甚低频(VLF)3 kHz~30 kHz,对应电磁波的波长为甚长波100 km~10 km(超长波)。空间波为主海岸潜艇通信;远距离通信;超远距离导航
低频(LF)30 kHz ~300 kHz,对应电磁波的波长为长波10 km~1 km(长波)。地波为主越洋通信;中距离通信;地下岩层通信;远距离导航
中频(MF)300 kHz~3000 kHz,对应电磁波的波长为中波1000 m~100 m(中波)。地波与天波船用通信;业余无线电通信;移动通信;中距离导航
高频(HF)3 MHz~30 MHz,对应电磁波的波长为短波100 m~10 m(短波)。天波与地波远距离短波通信;国际定点通信
甚高频(VHF)30 MHz~300 MHz,对应电磁波的波长为米波10 m~1 m(米波)。空间波电离层散射(30-60MHz);流星余迹通信;人造电离层通信(30-144MHz);对空间飞行体通信;移动通信和广播电视领域
特高频(UHF)300 MHz~3000 MHz,对应电磁波的波长为分米波100cm~10
cm(分米波)。空间波小容量微波中继通信;(352-420MHz);对流层散射通信(700-10000MHz);中容量微波通信(1700-2400MHz)
超高频(SHF)3 GHz~30 GHz,对应电磁波的波长为厘米波10
cm~1 cm(厘米波)。空间波大容量微波中继通信(3600-4200MHz);大容量微波中继通信(5850-8500MHz);数字通信;卫星通信;国际海事卫星通信(1500-1600MHz)
极高频(EHF)30 GHz~300 GHz,对应电磁波的波长为毫米波10 mm~1 mm(毫米波)。空间波再入大气层时的通信;波导通信
至高频300 GHz~3000 GHz,对应电磁波的波长为丝米波1 mm~0.1 mm(波)。即THz段-参考最近该名的《太赫兹科学与电子信息学报》(1THz太赫=1000GHz,1GHz吉赫/千兆赫=1000MHz,1MHz兆赫=1000KHz,1KHz千赫=1000Hz)
MF中频300~3000kHz,
100m~1000m中波 AM广播
HF高频3~30MHz, 10~100m 短波 短波广播
VHF 甚高频 30~300MHz, 1~10m
米波 FM广播
UHF 特高频 300~3000MHz,
0.1~1m 分米波
SHF超高频3~30GHz ,
1cm~10cm厘米波
EHF极高频30~300GHz,
1mm~1cm毫米波
国际无线电管理会议规定的无线电频段代号
微波是指频率为300MHz~300GHz的电磁波,是无线电波中一个有限频带的简称,即波长在1毫米~1米之间的电磁波,是分米波、厘米波、毫米波的统称。微波频率比一般的无线电波频率高,通常也称为“超高频电磁波”。微波作为一种电磁波也具有波粒二象性。微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。对于玻璃、塑料和瓷器,微波几乎是穿越而不被吸收。对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热。而对金属类东西,则会反射微波。微波量子的能量为1 99×l0-25~ 1.99×10-21焦耳。
太赫兹波(THz波,频率为0.1THz-10THz),是从80年代中后期,才被正式命名的,早期太赫兹在不同的领域有不同的名称,在光学领域被称为远红外,而在电子学领域,则称其为亚毫米波、超微波等。太赫兹波是指频率在0.1THz到10THz范围的电磁波,波长大概在0.03到3mm范围,介于微波与红外之间,在长波段与毫米波相重合,在短波段与红外光相重合,是宏观经典理论向微观量子理论的过渡区,也是电子学向光子学的过渡区,称为电磁波谱的“太赫兹空隙(THz
gap)”。
2004年,美国政府将THz科技评为“改变未来世界的十大技术”之四,而日本于2005年1月8日更是将THz技术列为“国家支柱十大重点战略目标”之首,举全国之力进行研发。由于太赫兹波频率高、脉冲短、穿透性强,且能量很小,对物质与人体的破坏较小,所以与X射线相比,太赫兹成像技能和波谱技能更具优势,在空间探测、医学成像、安全检查、宽带通信等方面具有广阔的前景。
可参考刘盛纲院士的科普报告太赫兹科学技术的新发展, 姚建铨院士的太赫兹技术及其应用以及太赫兹通信技术的研究与展望
Nuclear
magnetic resonance核磁共振. 最先描述和测试的诺贝尔奖得主Isidor Isaac Rabi有三个诺贝尔奖学生, 其Julian Seymour Schwinger也有几个诺奖学生还有图论组合先驱Daniel J. Kleitman
2、这里最后部分与“流体力学”密切相关的一些关键领域;
也做巴黎也是法国所有大学中排名最高的大学巴黎高等师范学校的校长Marc Mézard的某些相关学科(更见Marc Mézard也是PSL校长,这PSL包括巴黎高师、巴黎高矿、巴黎九大等最顶级的25所著名院校组成,即PSL是由法国名校组成的世界“超级大学”),在维基网第一段还见Marc Mézard校长是世界著名物理学家并合做2本书,其中一本是早期在新加坡出版的就不多说,另一本是最近在全球最大、最具国际性的大学出版社即15世纪末创办的牛津大学出版社出版的《Information, Physics, and
Computation》-并见这本物理书从头到尾都讲图论的应用(看百度见单这PSL的法国巴黎高等师范学院就有8个诺贝尔物理奖得主和10数学诺贝尔奖-菲尔兹奖得主,那物理应该算不错,而数学诺贝尔奖更是世界最多,如是之,则“超级大学”校长的水平应也是世界领导性的,可这世界最厉害的“超级大学”的物理校长的最厉害物理书就利用图论哈密顿图)
3、上面的费曼是继爱因斯坦之后公认的最为睿智的科学家;(而关于爱因斯坦第一的广义相对论等与图论哈密顿图的关系-见这里的网页第一个诺贝尔奖的部分,下面只简说爱因斯坦第二费曼与图论哈密顿图的关系)
现在数学家联手物理学家,通过让质子在27公里长的轨道上以光速互相碰撞,以解密费曼图中的神秘“周期”(百度第3段工作成就只说:提出了费曼图、费曼规则和重正化的计算方法,这是研究量子电动力学和粒子物理学不可缺少的工具,我们知道其中的电动力学几乎等同于上面电磁学;此外,前面费曼规则和重正化是基于或说相伴于费曼图的需要才产生的)。这里第3其博士高徒做原子核哈密顿图的诺贝尔奖获得者Martinus Veltman就独立编著一本《费曼图》专著。
附费曼图领域的一些组合数学论文:
1、Yongwu Rong教授的主页说他是研究组合数学和物理拓扑的2008年已担任美国首都大学副院长的荣用武-现也兼任系主任的他指导的博士论文有Invariants of knots, graphs, and Feynman diagrams即做费曼图(此博士论文的39篇参考文献是:Francois Jaeger2篇都是图论的,他导师L.Kauffman2篇,做图论四色猜想的Dror Bar-Natan2篇, Laure Helme-Guizon的4篇都是图论论文1、论文2和博士论文,博士论文是图的计算的Khovanov4篇,其它人都是1篇。这Khovanov的博士论文更只有30篇参考文献-这与引用少相吻合。费曼几乎一生在其任职的加州理工学院物理系的Matilde Marcolli最近一个博士论文题目正是“费曼图的周期”而Marcolli 就做很多图论论文1、论文2、论文3等并合撰《组合数学与物理》)。 刚看到说在美国108所研究型大学校长中,一把手校长只有2名是亚裔。在大学中担任行政职务的更是凤毛麟角--这话来自出生于台湾的戴海龙校长事件(这2名亚裔校长是否是这里最后的2人--可惜他们也都不是从中国内地去美国的--刚又看到目前冯达旋是在美国大学担任副校长的唯一华裔。另一位唯一华裔担任美国大学校长的是加州大学圣塔芭芭拉分校校长杨祖佑教授,此圣校确属这108所啊,看来这里最后的美国2所校长-只有1个属于这108所。冯达旋是1950年到新加坡定居,杨祖佑也是1949年去台湾。上面统计不完全或它们是以前的统计如刚又见美国马里兰大学校长陆道逵一家1949年带着对新执政者的恨意离开了中国大陆--不要恨了这里见他们本是贪抢夺霸毁国者并现在国内纪委已盯着这些贪骗抢们了),看来这荣用武教授做为1983年毕业于中国科技大学并担任美国权力中心-首都市中心的美国心脏第一大学副院长还是不容易的。
2、A rule
for the combinatoric factors of Feynman diagrams.
3、Combinatorial
species and Feynman diagrams
4、Feynman
diagrams in algebraic combinatorics.
5、Feynman
diagrams in algebraic combinatorics.
… … …
此外,统计物理学,以及在量子力学就如哈佛大学丘成桐教授所说“我们曾研究了图论上的薛定谔方程,定义了图上的量子隧道概念。这些概念都是从物理上来的,被借用到图上…” ;更有,这里第3见许多原子核杂志上已经发表了许多图论的哈密顿图论文…