Radio frequency
Hochfrequenz (RF) ist die Schwingungsrate eines elektrischen Wechselstroms oder einer Wechselspannung oder eines magnetischen, elektrischen oder elektromagnetischen Feldes oder mechanischen Systems im Frequenzbereich von etwa Lua-Fehler in package.lua, Zeile 80: module 'Module:Val/units' not found bis etwa Lua-Fehler in package.lua, Zeile 80: module 'Module:Val/units' not found. Dieser Bereich liegt ungefähr zwischen der oberen Grenze der Tonfrequenzen und der unteren Grenze der Infrarotfrequenzen und umfasst auch den Mikrowellenbereich, obwohl andere Definitionen Mikrowellen als ein von HF getrenntes Band behandeln. Dies sind die Frequenzen, bei denen die Energie eines oszillierenden Stroms von einem Leiter als Radiowellen in den Raum abgestrahlt werden kann, weshalb sie unter anderem in der Funktechnik verwendet werden. Verschiedene Quellen geben unterschiedliche Ober- und Untergrenzen für den Frequenzbereich an.
Elektrischer Strom
Elektrische Ströme, die bei Radiofrequenzen schwingen (RF-Ströme), haben besondere Eigenschaften, die Gleichstrom oder niederfrequenter Wechselstrom, wie der in der Stromverteilung verwendete 50- oder 60-Hz-Strom, nicht aufweisen.
- Die Energie von HF-Strömen in Leitern kann als elektromagnetische Wellen (Radiowellen) in den Weltraum abgestrahlt werden. Dies ist die Grundlage der Funktechnik.
- HF-Strom dringt nicht tief in elektrische Leiter ein, sondern fließt eher an deren Oberfläche entlang; dies ist als Hauteffekt bekannt.
- HF-Strom, der auf den Körper einwirkt, verursacht oft nicht die schmerzhafte Empfindung und Muskelkontraktion eines elektrischen Schocks, die niederfrequente Ströme erzeugen. Das liegt daran, dass der Strom seine Richtung zu schnell ändert, um eine Depolarisation der Nervenmembranen auszulösen. Das bedeutet jedoch nicht, dass HF-Ströme harmlos sind; sie können sowohl innere Verletzungen als auch schwere oberflächliche Verbrennungen, so genannte „HF-Verbrennungen“, verursachen.
- HF-Strom kann Luft leicht ionisieren und einen leitenden Pfad durch sie hindurch schaffen. Diese Eigenschaft wird von „Hochfrequenz“-Geräten ausgenutzt, die beim Lichtbogenschweißen eingesetzt werden und die Ströme mit höheren Frequenzen verwenden als die Stromverteilung.
- Eine weitere Eigenschaft ist die Fähigkeit, scheinbar durch Pfade zu fließen, die isolierendes Material enthalten, wie der dielektrische Isolator eines Kondensators. Das liegt daran, dass der kapazitive Blindwiderstand in einem Stromkreis mit zunehmender Frequenz abnimmt.
- Im Gegensatz dazu kann HF-Strom durch eine Drahtspule oder sogar eine einzelne Windung oder Biegung in einem Draht blockiert werden. Dies liegt daran, dass der induktive Blindwiderstand eines Stromkreises mit steigender Frequenz zunimmt.
- Wird der HF-Strom durch ein normales elektrisches Kabel geleitet, neigt er dazu, an Unterbrechungen im Kabel, wie z. B. Steckern, reflektiert zu werden und durch das Kabel zurück zur Quelle zu fließen, was zu so genannten stehenden Wellen führt. HF-Strom kann effizient über Übertragungsleitungen wie Koaxialkabel übertragen werden.
Frequenzbänder
Das Funkfrequenzspektrum ist in Bänder mit konventionellen Namen unterteilt, die von der Internationalen Fernmeldeunion (ITU) festgelegt wurden:
Frequenzbereich Wellenlängen
bereichITU-Bezeichnung IEEE-Bänder Vollständiger Name Abkürzung Unterhalb von 3 Hz >105 km — 3-30 Hz 105-104 km Extrem niedrige Frequenz ELF — 30-300 Hz 104-103 km Superniedrigfrequenz SLF — 300-3000 Hz 103-100 km Ultra low frequency ULF — 3-30 kHz 100-10 km Sehr niedrige Frequenz VLF — 30-300 kHz 10-1 km Niederfrequenz LF — 300 kHz - 3 MHz 1 km - 100 m Mittelfrequenz MF — 3-30 MHz 100-10 m Hochfrequenz HF HF 30-300 MHz Sehr hohe Frequenz VHF VHF 300 MHz - 3 GHz 1 m - 100 mm Ultrahochfrequenz UHF UHF, L, S 3-30 GHz 100-10 mm Superhochfrequenz SHF S, C, X, Ku, K, Ka 30-300 GHz 10-1 mm Extrem hohe Frequenz EHF Ka, V, W, mm 300 GHz - 3 THz 1 mm - 0.1 mm Enorm hohe Frequenz THF —
Frequenzen von 1 GHz und darüber werden üblicherweise als Mikrowellen bezeichnet, während Frequenzen von 30 GHz und darüber als Millimeterwellen bezeichnet werden. Detailliertere Bandbezeichnungen sind in den IEEE-Standard-Buchstabenband-Frequenzbezeichnungen und in den EU/NATO-Frequenzbezeichnungen enthalten.
Anwendungen
Kommunikation
Funkfrequenzen werden in Kommunikationsgeräten wie Sendern, Empfängern, Computern, Fernsehgeräten und Mobiltelefonen verwendet, um nur einige zu nennen. Funkfrequenzen werden auch in Trägerstromsystemen einschließlich Telefonie und Steuerschaltungen verwendet. Der integrierte MOS-Schaltkreis ist die Technologie, die hinter der derzeitigen Verbreitung von drahtlosen Telekommunikationsgeräten mit Funkfrequenzen wie Mobiltelefonen steht.
Medizin
Medizinische Anwendungen von Hochfrequenzenergie in Form von elektromagnetischen Wellen (Radiowellen) oder elektrischen Strömen gibt es seit mehr als 125 Jahren, darunter die Diathermie, die Hyperthermiebehandlung von Krebs, elektrochirurgische Skalpelle zum Schneiden und Kauterisieren bei Operationen und die Radiofrequenzablation. Die Magnetresonanztomographie (MRT) verwendet Hochfrequenzfelder, um Bilder des menschlichen Körpers zu erzeugen.
Geräte zur nicht-chirurgischen Gewichtsabnahme
Radiofrequenz- oder HF-Energie wird auch in Geräten verwendet, die zur Gewichtsabnahme und zum Fettabbau beworben werden. Die möglichen Auswirkungen von RF auf den Körper und die Frage, ob RF zu einer Fettreduzierung führen kann, müssen weiter untersucht werden. Derzeit gibt es Geräte wie trusculpt ID, Venus Bliss und viele andere, die diese Art von Energie zusammen mit Wärme nutzen, um gezielt Fettpolster in bestimmten Körperregionen zu entfernen. Allerdings gibt es nur wenige Studien über die Wirksamkeit dieser Geräte.
Messung
Zu den Testgeräten für Radiofrequenzen gehören im unteren Bereich Standardinstrumente, aber bei höheren Frequenzen werden die Testgeräte immer spezieller.
Mechanische Schwingungen
Während sich HF in der Regel auf elektrische Schwingungen bezieht, sind mechanische HF-Systeme nicht unüblich: siehe mechanische Filter und HF-MEMS.
Siehe auch
- Amplitudenmodulation (AM)
- Bandbreite (Signalverarbeitung)
- Elektromagnetische Interferenz
- Elektromagnetische Strahlung
- Elektromagnetisches Spektrum
- EMF-Messung
- Frequenzzuweisung
- Frequenzmodulation (FM)
- Kunststoffschweißen
- Therapie mit gepulsten elektromagnetischen Feldern
- Spektrumsmanagement
Externe Links
- Analog-, HF- und EMV-Betrachtungen beim Entwurf von Leiterplatten (PWB)
- Definition von Frequenzbändern (VLF, ELF ... etc.) IK1QFK Home Page (vlf.it)
- Funk-, Licht- und Schallwellen, Umrechnung zwischen Wellenlänge und Frequenz Archived 2012-03-11 at the Wayback Machine
- RF Terms Glossary Archived 2008-08-20 at the Wayback Machine
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