姓名：毛智；学号：21021110040；
学院：电子工程学院。
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【嵌牛导读】本文主要简要介绍了无线通信中电磁波的特性以及6G对电磁波的要求。
【嵌牛鼻子】6G 电磁波 频段 特性
【嵌牛提问】什么是电磁波频段？6G需要什么频段？该频段的优缺点有哪些？
【嵌牛正文】
电磁波（electromagnetic wave ）是指同相振荡且互相垂直的电场与磁场，在空间中以波的形式传递能量和动量，其传播方向垂直于电场与磁场的振荡方向。
电磁波
波速、波长和频率
波的基本公式：v = λ * f
这个公式将波的三个基本性质关联起来：波速v、频率f、波长λ。这个公式其实更像是由上述三个属性的定义而推导出来的。譬如，波速v可以被定义为：单位时间内波峰前进的距离。将这个定义换一种说法即：一个周期时间内波峰前进的距离是一个波长。这里的周期时间，实际上就是频率f的倒数。
将波速的上述定义用公式表示出来就是：T * v = λ
简单转换可以得到：v = λ / T = λ * f
物理学意义上的电磁波，是指由变化的电场和磁场相互感生而产生的波，仍然是满足上述基本公式的。电磁波的波速是一个非常有名的物理学常数：光速。当然，这其实是因为可见光也是一种电磁波。光速依赖于电磁波的传输介质。通常情况下，真空和空气光速可以估计为3E+8 米/秒；光纤中的光速要慢一些，近似为2E+8米/秒。
在电磁波通信应用中，波长这个概念更容易应用一些。通常的移动通信信号，波长在分米量级。具体来说，900MHz信号的波长为0.333米，1.8GHz信号的波长为0.167米，2.6GHz信号的波长为0.115米。
如果将具体物体的大小，与电磁波的波长做比较，可以得到如下几个有趣的结论。
远大于波长：如果一个物体的大小在这个尺度上，则这个物体相当于在电磁波前进方向上的一个巨大阻挡物，会对电磁波产生反射、折射、吸收等效果。这里物体的“巨大程度”是相对于波长的倍数而言的。例如：大楼、大树的树冠，尺度在几米到几百米，都会对移动通信信号形成阻挡和损耗。
远小于波长：如果一个物体的大小在这个尺度上，那么这个物体对电磁波难以产生阻挡效果，电磁波会绕过这个物体而继续传播，这个现象即波的绕射或衍射。例如：雨滴的大小通常在毫米级别，对于通常的移动通信信号没有什么影响，但是对于毫米波（波长在毫米量级）则会产生明显的阻挡。
与波长相近：这个尺度通常是用于天线的设计，例如半波振子的长度为波长的一半，阵列天线的阵元间距也通常是波长的一半。大波长的信号必须使用大尺寸的天线，没办法使用小尺寸天线进行发送和接收。而小波长信号可以使用单个小天线，还可以将小天线组合成为超大尺寸的阵列天线，由于这个原因，长波通信不得不使用超级巨大的天线，而移动通信的天线大小通常和手机的尺寸相近。
频率越高，波长越短，穿透能力越弱，天线越小，信号可用带宽越宽，信息传输量越大
电磁波谱
物理学意义上的电磁波，其频率跨度非常广，从很低的交流电频率到极高的高能射线。随着电磁波频率（或波长）的数量级变化，其物理学性质也会发生很大的变化。可以将电磁波按照其波长从大到小（相当于频率从低到高）排列，称为“电磁波谱”，如下图所示。其中，红外线以上的电磁波谱部分，是通常意义上的“无线电波”
电磁频谱
长波或更低频率，其实也很早被用于专用的通信系统中。长波可以传输很长距离，并能够贴着地球表面传播（地面波）。当然，长波的发送和接收都是很不容易的，因为天线的大小需要是波长量级的。可以通过图片搜索“长波天线”来体验其巨大。由于这个原因，长波在通常的民用通信中基本用不上。
中波频段的波长在100～1000米，这个频段的电磁波不易被建筑物遮挡。虽然中波覆盖不如长波那么远，但是也可以用于城市区域的覆盖。中波频段主要被用于收音机。例如：上海广播电视台AM990，实际上就使用调幅技术（AM）、工作在990kHz的收音机频道。这种AM收音机便于制作，伴随了很多当代人的成长过程，沿用至今。
短波频段的波长在10～100米。这个波长有个独特的性质，可以被大气电离层反射回地面，通过来回发射可以实现长距离通信（称为“天波”）。因此，短波可以用于较长距离甚至环球的通信。短波的最常见应用是各种短波收音机频道。
比短波更高频率的VHF频段，波长在1～10米，所以被称为米波，也有称为超短波。这个频段主要用于调频收音机和电视广播。例如：上海广播电视台FM93.4，就是使用调频技术（FM）、频率为93.4MHz的收音机广播。例如：我国的无线电视广播，频道DS-1的频率是48.5～56.5MHz。
不同G用的都是那些频段呢？
2G时代，GSM主要是用900MHz频段，后来引入1.8GHz。
3G时代，UMTS主要是1.8GHz和2.1GHz，TD-SCDMA主要是2.3GHz和2.6GHz。
4G时代，LTE继续沿用2G和3G的频段，此外还新引入了3.5GHz频段。
5G时代， 低频段的Sub6G （FR1：450 MHz - 6000 MHz）；
高频段的毫米波（FR2：24.25 GHz - 52.60 GHz）
6G时代，将使用太赫兹(THz)频段，太赫兹频段是指100GHz-10THz，是一个频率比5G高出许多的频段。
从通信1G(0.9GHz)到现在的5G，再到未来的6G,我们使用的无线电磁波的频率在不断升高。因为频率越高，允许分配的带宽范围越大，单位时间内所能传递的数据量就越大，也就是我们通常说的“网速变快了”。
不过，频段向高处发展的另一个主要原因在于，低频段的资源有限。就像一条公路，即便再宽阔，所容纳车量也是有限的。当路不够用时，车辆就会阻塞无法畅行，此时就需要考虑开发另一条路。频谱资源也是如此，随着用户数和智能设备数量的增加，有限的频谱带宽就需要服务更多的终端，这会导致每个终端的服务质量严重下降。而解决这一问题的可行的方法便是开发新的通信频段，拓展通信带宽。
相同功率条件下，高频波的传播距离小于频率低的波，且穿透能力变弱，可以理解为更接近光的直线特性。所以5G、6G需要更加密集的基站来实现通信。
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