電磁場(chǎng)與電磁波在電子通信技術(shù)中的應(yīng)用

陳玉林

摘 要：隨著信息時(shí)代的發(fā)展，電子通信技術(shù)在歷史洪流中扮演的角色越來(lái)越重要。電磁場(chǎng)與電磁波是電子通信信息傳播中的重中之重，其直接關(guān)系到信息傳遞的質(zhì)量和效率。該文對(duì)電磁場(chǎng)與電磁波在電子通信技術(shù)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：電磁場(chǎng) 電磁波 電子通信 應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TN92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）11（a）-0033-02

21世紀(jì)是信息時(shí)代，電子通信技術(shù)在這個(gè)時(shí)代發(fā)揮著重要作用。電子通信技術(shù)顯示了一個(gè)國(guó)家的綜合國(guó)力，所以說(shuō)它的發(fā)展一定要與時(shí)俱進(jìn)。電磁場(chǎng)與電磁波與人們的生活聯(lián)系極為密切，如手機(jī)通訊、無(wú)線(xiàn)電視、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)等都是依靠電磁波作為載體的。目前在市場(chǎng)上有各種各樣的電子產(chǎn)品，而這些電子產(chǎn)品，大都離不開(kāi)電磁場(chǎng)與電磁波的作用。

1 電磁場(chǎng)與電磁波

電磁場(chǎng)現(xiàn)象最早是由英國(guó)人吉爾伯特發(fā)現(xiàn)的，在當(dāng)時(shí)由于實(shí)驗(yàn)的方法十分原始，所以他并不能對(duì)這種現(xiàn)象進(jìn)行全面的解釋。對(duì)電磁場(chǎng)的近代研究要追溯到18世紀(jì)，由法國(guó)物理學(xué)家?guī)靷愐约坝?guó)物理學(xué)家卡文迪通過(guò)測(cè)量?jī)x器對(duì)電磁場(chǎng)進(jìn)行了測(cè)量，這一實(shí)驗(yàn)使人們對(duì)電磁場(chǎng)有了更深入的認(rèn)識(shí)，也使電磁場(chǎng)研究得到了質(zhì)的飛越。英國(guó)著名物理學(xué)家法拉第認(rèn)為，電、磁之間是存在一定聯(lián)系的，他通過(guò)無(wú)數(shù)次實(shí)驗(yàn)，最終發(fā)現(xiàn)當(dāng)磁棒插入到導(dǎo)體線(xiàn)圈時(shí)就會(huì)產(chǎn)生電流，這一實(shí)驗(yàn)證明了電與磁的關(guān)系，從而揭開(kāi)了電磁研究的新的歷史一頁(yè)。在此之后，英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋對(duì)電、磁關(guān)系進(jìn)行了更深入的研究，總結(jié)了電磁場(chǎng)的涵義，并發(fā)表了位移電流的相關(guān)概念。

從科學(xué)角度來(lái)講，電磁波是一種能量，凡是物體都會(huì)釋放電磁波。電磁波就像空氣一樣，在人的周?chē)教幎际请姶挪?。早晨起?lái)，到外面呼吸一口新鮮的空氣，殊不知身邊還有一個(gè)素未謀面的“朋友”——電磁波。電磁波是電磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)形態(tài)。變化的電磁場(chǎng)就像水波一樣，會(huì)以某個(gè)點(diǎn)為中心向周?chē)鷶U(kuò)散，其在空間中的傳播形成了電磁波。電磁波有低頻和高頻之分，在低頻的電振蕩中，磁與電之間的變化較緩慢，能量傳遞非常小，所以低頻的電磁波很難輻射出去；在高頻的電磁波中，由于磁與電之間的變化較快，震蕩電路不可能將能量全部回收，擴(kuò)散出去的一部分能量不需要任何介質(zhì)就可以向外傳遞，這就是一種輻射。就像太陽(yáng)光一樣，雖然太陽(yáng)與地球相隔遙遠(yuǎn)，但太陽(yáng)光的能量一樣能傳遞到地球。

2 電磁場(chǎng)與電磁波在電子通信技術(shù)中的應(yīng)用

當(dāng)前，電子通信技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)新階段，各種電子產(chǎn)品對(duì)電磁場(chǎng)和電磁波的依賴(lài)性越來(lái)越高。在日常生活中，電磁波的運(yùn)用非常廣泛。如手機(jī)、無(wú)線(xiàn)寬帶、對(duì)講機(jī)等都是利用電磁波實(shí)現(xiàn)相互通信的。在通信這個(gè)行業(yè)中，幾乎每一個(gè)信息的傳遞都離不開(kāi)電磁波技術(shù)的應(yīng)用。例如生活中經(jīng)常用到的導(dǎo)航定位、多媒體傳播等，都是應(yīng)用電磁波的成果。因此，在將來(lái)的電子通信領(lǐng)域中，也將是主要應(yīng)用和發(fā)展電磁場(chǎng)與電磁波技術(shù)，并且電磁場(chǎng)與電磁波技術(shù)必然也會(huì)成為傳輸和轉(zhuǎn)換電磁信息的核心，不斷為通信技術(shù)的前進(jìn)發(fā)揮重大作用。

2.1 電磁場(chǎng)與電磁波在移動(dòng)通信技術(shù)中的應(yīng)用

在上個(gè)世紀(jì)二十年代，針對(duì)現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)的研究就已經(jīng)開(kāi)始了。之后的二十年一直處于最初的研究發(fā)展階段。直到上世紀(jì)八十年代，首個(gè)TACS模擬蜂窩移動(dòng)電話(huà)系統(tǒng)才開(kāi)始被投入并使用，之后的一段時(shí)間內(nèi)，我國(guó)移動(dòng)通信技術(shù)在電話(huà)系統(tǒng)方面主要應(yīng)用的是模擬技術(shù)以及頻分多址（FDMA）技術(shù)。之后則是主要應(yīng)用（TDMA）技術(shù)和（COMA）技術(shù)，由于這兩種技術(shù)的頻譜利用率較高，與模擬技術(shù)和（FDMA）技術(shù)相比，不僅可以更好的提高電話(huà)的儲(chǔ)存量，還可以提供低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。近幾年隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，通信技術(shù)也在不斷的升級(jí)，目前主要應(yīng)用的第三代通信技術(shù)，已經(jīng)完成了高速數(shù)據(jù)傳輸和寬帶多媒體服務(wù)的目標(biāo)。目前第三代的通信技術(shù)的傳輸速率在384 kB/s～2 MB/s之間，其信息使用頻率在1.885～2.025 6 MHz和2.110～2.200 6 MHz范圍內(nèi)，已經(jīng)對(duì)整個(gè)地球面積進(jìn)行了覆蓋，并且已經(jīng)在有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行了無(wú)縫連接，可以更好的滿(mǎn)足的不同客戶(hù)的不同消費(fèi)需求。

在今后隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，對(duì)通信技術(shù)的要求也會(huì)越來(lái)越高，以后還會(huì)有級(jí)別越來(lái)越高的移動(dòng)通信系統(tǒng)。具備完善的寬帶接入以及分布網(wǎng)絡(luò)，將無(wú)線(xiàn)頻率的利用率最大程度的提升，此外還可以通過(guò)技術(shù)升級(jí)提高不斷提升上網(wǎng)的速度，并且最終達(dá)到可以在不同的頻率間進(jìn)行自動(dòng)切換的功能。

2.2 電磁場(chǎng)與電磁波在微波通信技術(shù)中的應(yīng)用

在整個(gè)微波通信中電磁場(chǎng)與電磁波的應(yīng)用發(fā)揮了巨大的作用，微波通信的主要內(nèi)容是通過(guò)采用微波頻率作為載波攜帶各種信息，然后在無(wú)線(xiàn)電波作用下展開(kāi)中繼接力的通訊手段。微波的具體含義是指頻率在300 MHz～300 GHz范圍內(nèi)的電磁波。由于微波波長(zhǎng)相對(duì)的較短，在物體的阻礙下傳播的尺度有限，因此導(dǎo)致微波通信只能選擇使用中繼接力的通信手段，在微波中繼站的設(shè)置過(guò)程中必須嚴(yán)格按照50km的距離進(jìn)行設(shè)置。由于規(guī)模較大的通信系統(tǒng)必須獲得更多微波中繼站的支持輔助，這種結(jié)果導(dǎo)致了它更加難以使用，產(chǎn)生良好的工作效果。

2.3 電磁場(chǎng)與電磁波在衛(wèi)星通信技術(shù)中的應(yīng)用

除了在移動(dòng)以及微波通信技術(shù)中的應(yīng)用外，電磁場(chǎng)與電磁波也被應(yīng)用在衛(wèi)星通信技術(shù)中，衛(wèi)星通信主要是通過(guò)將人造地球衛(wèi)星作為中轉(zhuǎn)站，然后將無(wú)線(xiàn)電波進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)或者反射，有時(shí)候這個(gè)通信工程需要多個(gè)人造地球衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)以及反射才可以完成。目前的中轉(zhuǎn)站主要有地面、海洋以及大氣層等三種類(lèi)型。由于衛(wèi)星通信與微波通信的工作頻段是相一致的，因此在正常情況下，也可以將衛(wèi)星通信等同于微波頻率的應(yīng)用，通過(guò)將通信衛(wèi)星作為中繼站而進(jìn)行的一種較為特別的微波中繼通信。

目前，將除了國(guó)用之外的同步衛(wèi)星通信系統(tǒng)，稱(chēng)之為民用通信衛(wèi)星。當(dāng)大家在地區(qū)上觀察這些衛(wèi)星時(shí)，它是處于靜止不動(dòng)的狀態(tài)，因此有時(shí)候也被稱(chēng)之為靜止衛(wèi)星。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上文的分析，可以清晰的了解到電磁場(chǎng)與電磁波在通信技術(shù)中的重要作用，可以說(shuō)電磁場(chǎng)與電磁波的應(yīng)用貫穿了整個(gè)的通信領(lǐng)域，是影響社會(huì)信息傳播質(zhì)量的關(guān)鍵因素，大眾生活離不開(kāi)電子通信技術(shù)，電子通信技術(shù)的穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展離不開(kāi)電磁場(chǎng)與電磁波的應(yīng)用。因此，人類(lèi)要不斷創(chuàng)新改革電磁場(chǎng)和電磁波的工程技術(shù)，充分發(fā)揮出它們?cè)陔娮油ㄐ偶夹g(shù)中的作用。

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