我們這些搞通信的攻城獅,每天都在和電磁波打交道,經常看到例如C波段、L波段、Ku波段、Ka波段這樣的命名。
大家有沒有想過,這些波段名字,究竟是怎麼來的呢?
話說,C波段、L波段、Ku波段、Ka波段等,都屬於我們常說的微波波段。微波,是整個電磁波的一部分。
微波波段的最早命名記錄,可以追溯到二戰時期。
大家都知道,德國人佔領歐洲大陸之後,想通過空中閃擊戰讓英國屈服。英國為了對抗德國的空襲,建立了大量的雷達站。
二戰時期的英國雷達
雷達,就是英文Radar的音譯,源於radio detection and ranging的縮寫,意思是"無線電探測和測距"。
最早用於搜索目的的雷達,電磁波波長是23cm(後來改為22cm),英國人將其定義為L波段。L,是英文「Long」的開頭字母。L波段,也就是長波波段。
後來,工程師們又搞出了波長為10cm的雷達,定義為S波段。S,是「short」的開頭字母。沒錯,S波段就是短波,比長波「短一點」的波。
再後來,3cm波長的雷達出現了。這種雷達專門用於火控(fire control)瞄準,所以被稱為X波段。X,就是來自於瞄準鏡的那個「準心」,也代表坐標上的某個點。
S波段和X波段的雷達,在軍艦上被廣泛使用。S波段雷達一般作為中距離的警戒雷達和跟蹤雷達。X波段雷達一般作為短距離的火控雷達。
二戰時期,美國愛荷華級軍艦上的雷達系統
SG Radar,就工作在S波段
為了結合X波段和S波段雷達的特點,科研人員搞出了波長為5cm的雷達,稱之為C波段。C就是單詞Compromise的開頭字母,「結合」的意思。
眼瞅著英國人的雷達那麼厲害,德國人也開始獨立開發自己的雷達。
他們選擇了1.5cm,作為自己雷達的中心波長。這一波長的電磁波,就被稱為K波段(K = Kurtz,德語「短」的意思)。
很不幸的是,德國人發現K波段的電磁波很容易被水蒸氣吸收,所以不能在雨霧天氣使用。
為了避免這一問題,德國人開始使用比K波段更長或者更短的電磁波作為雷達工作波。
比K波段波長略長的,叫做Ku波段(Ku,即英語K-under的縮寫,意為在K波段之下)。比K波段波長略短的,叫做Ka波段(Ka,即英語K-above的縮寫,意為在K波段之上)。
差點忘了,最早的雷達還大量使用過米波,被稱為P波段(P為Previous的縮寫,即英語「以往」的字頭)。
後來,這些源於雷達的波段叫法,進一步延伸到衛星、微波、廣播電視等通信領域,成為行業的慣用叫法。
基於這些波段叫法,IEEE(電氣和電子工程師協會)進行了規範的統一,如下:
更完整的微波波段規範版本:
因為這種叫法混合了多種體系,非常繁瑣且容易犯暈,所以,以北約為代表的歐美國家按字母表順序,重新設計了一套新的命名系統予以替代。
新系統和舊系統的對應關係如下:
下面這個圖,可以看得更明白一些:
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圖片來自維基百科
如今,根據國家和地區的不同,人們對于波段的叫法仍然存在習慣上的差別,有的人喜歡用老式的叫法,也有的人喜歡新式的叫法。而且,對於具體的數值範圍定義,也存在差異。
不過,相信隨著時間的推移,這些叫法和定義會慢慢歸於統一。
好啦,以上就是電磁波波段命名的由來,大家都搞明白了沒?
來源:鮮棗課堂
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