射频的作用皮肤原理?

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这个问题很有意思,我正好最近写了一篇关于RF的论文用来介绍这方面的知识,这里就转载一下(已经过授权)。 射频(radio frequency, RF)技术是利用电磁波在传输数据,它的特点就是不用线缆连接,通过空气传播即可实现无线信号的传递。因此它在距离、位置和方向上的局限性要比有线传输小得多。同时由于无线通信中受到干扰的概率比较大,所以它在可靠性方面不如有线传输那么严格。但是,由于它不需要复杂的电缆布线系统和专门的人员进行维护,所以它的系统成本要比有线传输低一些。正因为如此,虽然RF技术在抗干扰性、保密性和安全性等方面不如有线传输,但是它的应用仍然非常广泛 从1940年人类第一台无线电接收机诞生到现在,随着电子技术的飞速发展,RF的技术范畴也越来越广。现在,人们已能很便捷地利用各种不同的频率和波段,来满足不同工作场合的需求。

根据IEEE (institute of electrical and electronics engineers )定义, RF的频率范围是从3kHz一直到300GHz。而ITU (International Telecommunication Union)则将这个范畴进一步细化,划分成7个波段:波段1(3~30MHz),波段2(30~80MHz),波段3(80~1MHz),波段4(1~30MHz),波段5(30~80MHz), 波段6(80~1MHZ)及波段7(1~30 MHz)。其中波段2又被称作“蓝牙波段”。

目前,基于不同的应用需求,已有各种各样的射频器件被开发出来并应用于现实生活的各个领域。下面我们将以通讯和导航两大方面为例,详细介绍这些器件在具体应用中的特点。

一. 通讯方面的应用

1. Wi-Fi: 随着IEEE于1997 年正式批准了Wi -fi 的标准,这项新技术迅速席卷了整个世界。如今,我们可以在各大机场、咖啡厅、图书馆乃至家中收看到免费的无线网络。 而这一切都要归功于射频技术。

所谓的Wi-fi就是利用射频技术把计算机与互联网相连接的一种方法,它可以使无线的连接更加快速,安全且稳定。 二者之间的关系如图1所示,当用户需要连接到网络上的时候,首先必须经过射频模块,只有它将信号发送到外部世界,计算机芯片才能够获取信息。 而当我们关闭电脑或者离开网络覆盖区域的时候,只要切断射频链路,网络就可以自动断开。这样既节约了能源又减少了信息泄露的风险。

图1:没有射频,就没有无线网络 但是,正如所有技术一样,一旦变得普及起来,Wi-fi也面临被滥用的风险。因为任何一块射频芯片都可以成为攻击者窃取信息和传播病毒的工具。而且,据相关报道,世界上大多数的无线电频谱都被各种类型的垃圾无线电信号所侵占,这严重影响了通信的质量。 所以,如何在保障通信安全的同时又能够有效使用频谱资源,是现阶段急需解决两个问题。

2. Bluetooth: 蓝牙是一种短距离的超高频无线电技术,是由爱立信公司首先提出的。它使用2.5 GHz的微波频段,可以通过空气传送数据和语音信息,具有成本低,容易配置等特点。 由于蓝牙采用非线性调频连续波结构,所以在抗干扰性这方面做得比较好。而且,在传输的数据被加密的情况下,很难被别人截获,从而保证了信息的安全性。 但正是由于蓝牙在传输的时候采用了加密机制,所以如果被入侵的话,其后果也是比较严重的。由于短波存在反射现象,所以在传输的过程中可能会产生延时不确定的现象,这对时间紧急的通讯来说,不能做到实时。 目前,蓝牙已经被广泛应用到我们的日常生活中,比如无线耳机,手机,智能手表等等。并且随着新一代蓝牙技术的问世,它对环境的影响及能耗的问题都得到了很大的改善。

二. 导航方面的应用 除了通讯方面的应用以外,射频技术在导航方面也发挥着重要的作用。 所谓GPS就是利用地球卫星的定位能力,为用户提供快速的定位服务和导航服务。它的特点是全天候,不受天气影响,精度高,耗能低,广泛用于车载导航,移动设备以及军事等领域。

然而,正是因为GPS能够提供全方位,全天时的导航服务,所以很容易被不法人员利用来进行偷盗等犯罪活动。而且,现在越来越多的国家把原先的军用GPS改为民用与军用兼容,使得其在导航方面的能力更强,也让其更易被入侵。 所以如何完善GPS的防护功能,避免被非法侵入使用,是当前面临的又一难题。

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