No.1 什么是无线电波

当人们按照麦克斯韦的预测去寻找时，就真的发现了电磁波，这个我们在电磁波的发现过程一文中有详细的讲解。电磁波根据波长的长短又可分为无线电波，红外光，光波，紫外光和 gamma射线。

参照百度百科的定义，就是“无线电波是指在自由空间（包括空气和真空）传播的射频频段的电磁波”。

无线电波是频率介于3赫兹和约300G赫之间的电磁波，也作射频电波，或简称射频、射电。无线电技术将声音讯号或其他信号经过转换，利用无线电波传播。射频技术也用在核磁共振上；射频线圈是其研究课题之一。

在这个频率范围内的电磁波，被称为无线电波，在现代技术中被广泛使用，特别是在电信领域。为防止不同用户之间的干扰，无线电波的产生和传输受国际法律的严格管制，由国际电信联盟（ITU）协调。

国际电联为不同的无线电传输技术和应用分配了无线电频谱的不同部分；国际电联“无线电规则”（RR）定义了约40项无线电通信业务。在某些情况下，部分无线电频谱被出售或授权给私人无线电传输业务的运营商（例如蜂窝电话运营商或广播电视台）。分配频率的范围通常通过其提供的使用来提及（例如，蜂窝频谱或电视频谱）。由于是用户数量不断增加的固定资源，近几十年来无线频谱已经越来越拥挤，需要更加有效地利用它，推动现代电信的创新，如扩频（超宽带）传输，频率复用，动态频谱管理，频率汇集和认知无线电。

No.2 无线电波的波段划分

参照如下表格，根据频率划分，无线电波可划分为极低频 ELF，超低频 SLF，特低频ULF，甚低频VFL，低频LF，中频MF，高频HF，甚高频VHF，特高频SHF，超高频SHF和极高频EHF，相应的频率范围如下表所示。根据波长划分，可分为极长波，超长波，特长波，甚长波长波，中波，米波，分米波，厘米波和毫米波。

不同频率，不同波长的无线电波其应用范围也不同。就像我们现在的5G，最初的规划是在毫米波波段，但是由于毫米波的传播特性比较差，大部分又回到了厘米波频率。

在不同的波段内的无线电波具有不同的传播特性。频率越低，传播损耗越小，覆盖距离越远，绕射能力也越强。但是低频段的频率资源紧张，系统容量有限，因此低频段的无线电波主要应用于广播、电视、寻呼等系统。

高频段频率资源丰富，系统容量大。但是频率越高，传播损耗越大，覆盖距离越近，绕射能力越弱。另外，频率越高，技术难度也越大，系统的成本相应提高。

移动通信系统选择所用频段时要综合考虑覆盖效果和容量。UHF频段与其他频段相比，在覆盖效果和容量之间折衷的比较好，因此被广泛应用于手机等终端的移动通信领域。当然，随着人们对移动通信的需求越来越多，需要的容量越来越大，移动通信系统必然要向高频段发展。

无线电波的速度只随传播介质的电和磁的性质而变化。无线电波在真空中传播的速度，等于光在真空中传播的速度，因为无线电波和光均属于电磁波。无线电波在其他介质中传播的速度为Vε=C/sqrt(ε)。其中ε为传播介质的介电常数。空气的介电常数与真空很接近，略大于1，因此无线电波在空气中的传播速度略小于光速，通常我们近似认为就等于光速。

No.3 无线电波的传播

无线电波在空间中的传播方式有以下情况：直射、反射、折射、穿透、绕射（衍射）和散射。

对于自由空间，在自由空间中由于没有阻挡，电波传播只有直射，不存在其他现象。

而对于日常生活中的实际传播环境，由于地面存在各种各样的物体，使得电波的传播有直射、反射、绕射（衍射）等，另外对于室内或列车内的用户，还有一部分信号来源于无线电波对建筑的穿透。这些都造成无线电波传播的多样性和复杂性，增大了对电波传播研究的难度。

直射
直射在视距内可以看做无线电波在自由空间中传播。直射波传播损耗公式同自由空间中的路径损耗公式：PL=32.44+20lgf+20lgd。其中，PL为自由空间的路损，单位是dB。F为载波的频率，单位是MHz。d为发射源与接收点的距离，单位是km。

反射、折射与穿透
在电磁波传播过程中遇到障碍物，当这个障碍物的尺寸远大于电磁波的波长时，电磁波在不同介质的交界处会发生反射和折射。另外，障碍物的介质属性也会对反射产生影响。对于良导体，反射不会带来衰减；对于绝缘体，他只反射入射能量的一部分，剩下的被折射入新的介质继续传播；而对于非理想介质，电磁波贯穿介质，即穿透时，介质会吸收电磁波的能量，产生贯穿衰落。穿透损耗大小不仅与电磁波频率有关，而且与穿透物体的材料、尺寸有关。

一般室内的无线电波信号是穿透分量与绕射分量的叠加，而绕射分量占绝大部分。所以，总的来看，高频信号（例如1800MHz）的室内外电平差比低频信号（800MHz）的室内外电平差要大。并且，低频信号进入室内后，由于穿透能力差一些，在室内进行各种反射后场强分布更均匀；而高频信号进入室内后，部分穿透又穿透出去了，