波wave的世界

頻率frequency

「頻率波」指的是在特定單位時間內，一個波通過固定點的重複週期數，通常以赫茲（Hz）為單位，1赫茲即表示每秒發生一次完整的波動。

頻率是描述波（例如聲波、光波、電磁波、水波等）在一秒內完成多少個完整循環（如波峰或波谷經過固定點的次數）。

頻率的數值越高，週期越短，波動越快；數值越低，週期越長，波動越慢。

公式：f=1/T，其中 f 表頻率，T 表週期（單位秒）。

舉例

聲波的頻率常被用來判斷音高，一般人能聽到的聲音頻率範圍約為20Hz至20,000Hz。

無線電頻率在技術領域中廣泛應用，例如VHF（甚高頻）指的是30至300MHz的頻率範圍。

高頻波在每秒內具有較多的循環（週期），因此波長較短、能量也較高；而低頻波每秒的循環較少，波長較長、能量較低。

波長 wavelength

它指的是波在空間中一個完整週期的長度，也就是相鄰兩個具有相同相位（例如兩個連續波峰或波谷）之間的距離。波長通常用希臘字母λ表示。

「C = λ · V」，其中 C 為光速（約 3×100,000,000 公尺/秒）、λ 為波長、V 為頻率。

波的空間週期，單位為奈米（nm）或微米（μm）等。

頻率通常以每秒（Hz）為單位。

原則上，波速固定時 C = 3 × 10^8 公尺/秒，波長「愈長」則「頻率」愈低，成反比。

電磁波種類

電磁波的種類 Types of Frequency Waves

根據波的性質分類

機械波：需介質傳播，如聲波和水波。其頻率指每秒通過固定點的振盪次數。
電磁波：不需要介質，可在真空中以光速傳播。包括無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X 光、伽馬射線。電磁波依頻率分為不同頻帶，從低頻的無線電波到高頻的伽馬射線。

波長

電磁波頻率越高，波長越短，能量越大。

波段的應用通常根據其穿透能力、能量和安全性來選擇。

可見光僅為電磁譜很小一部分，但因為可被人眼感知，應用廣泛。

低頻長波適合長距離通訊，高頻短波則用於高速資料與精細觀測。

無線電波的頻率及其應用

無線網路, wifi：

特高頻 300 MHz ~ 3 GHz
超高頻 3 GHz ~ 30 GHz

無線電話, 手機：

特高頻 300 MHz ~ 3 GHz

WIFI

wifi 頻率及速度

無線網路, wifi：

特高頻 2.4 GHz
超高頻 5GHz , 6GHz

wifi 6

無線網路WIFI使用的頻率

頻段名稱頻率範圍（GHz）主要用途與特點

2.4 GHz 2.400 – 2.500 家庭無線路由器、藍牙設備、簡易監控系統、無線鍵盤等。
傳播較遠但容易干擾，頻道較少，容易擁擠。

5 GHz 5.180 – 5.825 4K視頻串流、遊戲、高清視頻會議、多設備高速傳輸。
傳輸速度較快，干擾少，主要用於高速無線傳輸，範圍較短，適合高清視頻和遊戲。

6 GHz 5.925 – 7.125 用於頻寬占用較多的高解析度串流與擴展性需求高的環境。
最近開放用於Wi-Fi 6E，頻寬更大，速度更快，干擾少，適合高解析度串流及高密度環境。

手機通訊

手機通訊使用的頻率

技術標準頻率範圍（MHz）主要應用與說明

2G GSM 850, 900, 1800, 1900
早期數位手機通訊頻段，現多已退役或用於低速資料通訊

3G UMTS 850, 900, 1700, 1900, 2100
支援語音與較高速的資料通訊，提升移動網路體驗

4G LTE 700, 850, 900, 1800, 1900, 2100, 2300, 2600
高速移動寬頻通訊，廣泛使用，帶動影音串流與大型應用

5G NR 3300-3600 (中頻段), 25000-27000 (毫米波)
提供超高速、大容量、超低延遲通訊，支持物聯網與智慧應用

台灣等地4G常用頻段包括700MHz(Band 28)、900MHz(Band 8)、1800MHz(Band 3)、2600MHz(Band 7)等。
其中，5G引入了毫米波頻段(24GHz以上)，有效提升傳輸速度與容量，但傳播距離較短，主要用於高密度城市區域。

其它

藍芽的頻率

藍牙使用的無線頻率是：

頻率範圍：2402 MHz – 2480 MHz（2.4 GHz頻段）。該頻段在全球均可使用。

技術特點：跳頻擴頻（FHSS），79個信道

應用包括：無線耳機、鍵盤、滑鼠、手機配件、物聯網設備等

此頻段在頻率利用上與Wi-Fi 2.4 GHz頻段重疊，但藉由快速跳頻減少干擾，達成可靠的短距離無線通訊。

RFID的頻率

RFID系統多根據這些標準ISO 18000系列進行設計，且不同頻段協議和應用場景各異。

低頻與高頻主要採用電磁感應；超高頻和微波則主要利用電磁波傳播原理。

微波的頻率

常用的衛星通訊微波頻段主要有

C 波段 (4-8 GHz)

Ku 波段 (12-18 GHz)

Ka 波段 (26.5-40 GHz)

衛星傳輸距離通常跨越地球與衛星間數萬公里的空間，無短距離限制，取決於衛星軌道高度和地面設施

微波頻段特點：頻段較高，傳輸容量大，適合高速大量數據傳送；但對大氣氣象條件較敏感，需多種技術補償。常用Ka波段支援高速寬頻衛星網路，是當前及未來衛星通信主流頻段之一。C波段抗雨衰較好，適用於降雨頻繁區域.

艾隆·馬斯克（Elon Musk）領導的SpaceX公司，已成功部署了名為Starlink的低軌道衛星網路，提供全球高速衛星互聯網服務。

使用Ka波段和Ku波段微波頻段，頻率範圍約12 GHz至40 GHz

支援上行和下行達10Gbps的高速數據傳輸

低軌衛星