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  • 發布時間:2020-09-28 11:27 原文鏈接: 電磁頻譜知識歸納(一)

    一、電磁頻譜的特性

    電磁頻譜,指的是電磁波按照頻率或波長分段排列所形成的結構譜系。

    一是具有國家主權性。

    電磁頻譜是目前人類唯一理想的無線信息傳輸媒介,屬于國家所有,與土地、森林、礦藏等資源一樣,既是一種稀缺的自然資源,也是決定國家發展和戰爭勝負的重要戰略資源。電磁頻譜資源對人類的影響,就像水和太陽一樣不可或缺。我國《物權法》的第46條至52條,分別規定了礦藏、土地、森林、野生動植物、頻譜、文物、國防資產的國有屬性,體現了電磁頻譜領域的國家主權性。其中第50條單獨明確規定,“無線電頻譜資源屬于國家所有”。頻譜資源的國有屬性這一條是完全單列的,13個字單獨成條在我國的法律中還不多見。

    二是具有資源的無限性和使用的有限性。

    理論上電磁頻譜是覆蓋0至無窮大赫茲的一種特殊自然資源。按照頻率由低到高的順序,包括無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、伽瑪(γ)射線和宇宙射線。一般意義上,國際電信聯盟規劃的可以利用電磁頻譜范圍為10kHz-400GHz,低于這一范圍進入音頻,高于這一范圍進入光波的范圍。但受目前信息技術水平的限制,可供人類開發和使用的頻譜只占資源總量的68%。其中,3GHz以下最優頻譜,應用趨于飽和,發展空間受限,我軍72%以上的用頻武器裝備和國家78%以上的民用無線電設備,都集中在3GHz以下,用頻矛盾十分突出;3GHz-10GHz的好用頻譜,應用更廣泛,競爭更趨激烈;10GHz-60GHz的可用頻譜,技術日趨成熟,搶占優先使用權的趨勢更加明顯;60GHz以上待開發頻譜,開發利用受技術和元器件的限制,亟待突破;衛星頻率軌道資源的好用頻率瓜分殆盡,“黃金導航頻率”的80%已被美國和俄羅斯率先搶占。

    三是具有商業價值屬性。

    英國政府在其發布的《21世紀的頻譜管理》白皮書中,明確提出引入頻譜定價、頻譜拍賣、頻譜貿易等手段,激勵頻譜資源的高效利用和新技術的研發。據不完全統計,1995年至2011年間,美、英、德、法、韓等國為發展第三代、第四代移動通信網絡,所拍賣的頻譜價值共計約1300億美元。同時,有研究采用(柯布-道格拉斯生產函數)實證分析方法,通過對我國1999年至2005年的數據進行分析后,測算出頻譜投入對我國GDP增長率的貢獻高達6.3%,頻譜資源投入對經濟增長的貢獻率則達到4.61%,已經超過人力資本對經濟增長的貢獻率。

    四是具有“三域”分割的特性。

    目前,除了航空無線電導航、遇險搜救、射電天文等業務用頻屬于“專屬專用”的保障方式外,其他約90%以上的頻段都由多種無線電業務共用,之所以能夠共用,主要由于電磁頻譜具有空間域、時間域、頻率域的三維特性。當多種用頻武器裝備密集部署時,電磁波在空域上縱橫交錯、時域上動態變化、頻域上密集交錯,“三域”重疊問題就很難避免,容易導致用頻裝備電磁通道“撞車打架”,產生自擾、互擾,也容易受到干擾。但三域中只要有一域區分好,用頻武器裝備之間也就不會干擾。可以通過區分使用時段的方法,制定頻譜管制計劃,從時域層面避免干擾;可以通過拉開間隔距離的方法,制定部隊(裝備)的部署計劃,從空域層面避免干擾;可以通過劃分、規劃、分配和指配頻率的方法,制定用頻方案,從頻域層面避免干擾。

    五是具有開放性。

    電磁波無疆無界,看不見,摸不著,跳動于無形空間,滲透在每個角落。電磁頻譜資源為人類共同擁有,國際共用、軍地共用、敵我共用,只要符合國際的劃分規定就可以,人們把它概括為電波傳播無國界。電磁輻射源可以來自太空、空中、海上、地面、海中,來自我方和敵方,來自軍用和民用,來自不同平臺和設備,各類用頻武器裝備易受自擾互擾、有意干擾或無意干擾,這就帶來了復雜的電磁環境。

    六是電磁環境是否復雜具有相對性。

    復雜電磁環境是指在一定的空間域、時間域和頻率域上,多種電磁信號同時存在,對武器裝備運用和作戰行動產生一定影響的電磁環境。電磁環境可以是簡單的,也可以是復雜的。簡單的電磁環境對用頻裝備A的影響可能是簡單的,但對用頻裝備B的影響就可能是復雜的。因而“復雜電磁環境”中的“復雜”是對電磁環境的一種相對描述,是人們對電磁環境的一種主觀認識程度。通常將造成下述兩種情況的的電磁環境稱為復雜電磁環境。一是敵方的電磁干擾壓制,己方的電子信息裝備抗敵電磁干擾壓制的能力弱;二是己方的電子信息裝備的電磁兼容性差,電磁管控不力。如果用頻裝備的作戰效能不會因為電磁環境的影響而下降,這時的電磁環境就不應該稱為復雜電磁環境。所以,從本質上來說,復雜電磁環境未必“復雜”,我們不應該糾結于電磁環境怎么復雜,更應該研究電子信息裝備在戰場電磁環境中的適應能力。

    七是具有可控性。

    電磁頻譜資源存在于作戰的全時空,作用于戰爭的全要素,貫穿于作戰的全過程。頻段越來越擁擠,頻譜需求越旺盛,頻譜資源供需矛盾的現象越來越突出。我們可以通過“開源節流”的方式緩解上述矛盾,開源是通過采用先進信號傳輸技術、提高用頻設備工藝水平等手段,推動電子信息裝備在高頻段的應用,并加大我軍在國際上的競爭能力,搶占衛星頻軌資源;節流是前端做好頻譜資源規劃,統籌管理好頻譜資源的使用,后端對在用和退役裝備節余下來的頻譜資源進行重新規劃。其中,美國提出的頻譜碎片整理技術,歐洲開發的“頻譜池”技術,都是將不連續的頻譜資源收集整合,提高頻譜的使用效益。


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