探析電磁場與電磁波在電子通信技術(shù)中的應(yīng)用

張曉蒙

摘 要：隨著信息時代的發(fā)展，電子通信技術(shù)在歷史洪流中扮演的角色越來越重要。電磁場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。該文對電磁場與電磁波在電子通信技術(shù)中的應(yīng)用進行了探討。

關(guān)鍵詞：電磁場 電磁波 電子通信 應(yīng)用

前言

21世紀是信息時代，電子通信技術(shù)在這個時代發(fā)揮著重要作用。電子通信技術(shù)顯示了一個國家的綜合國力，所以說它的發(fā)展一定要與時俱進。電磁場與電磁波與人們的生活聯(lián)系極為密切，如手機通訊、無線電視、無線網(wǎng)絡(luò)等都是依靠電磁波作為載體的。目前在市場上有各種各樣的電子產(chǎn)品，而這些電子產(chǎn)品，大都離不開電磁場與電磁波的作用。

1、電磁場與電磁波

電磁場現(xiàn)象最早是由英國人吉爾伯特發(fā)現(xiàn)的，在當(dāng)時由于實驗的方法十分原始，所以他并不能對這種現(xiàn)象進行全面的解釋。對電磁場的近代研究要追溯到18世紀，由法國物理學(xué)家?guī)靷愐约坝锢韺W(xué)家卡文迪通過測量儀器對電磁場進行了測量，這一實驗使人們對電磁場有了更深入的認識，也使電磁場研究得到了質(zhì)的飛越。英國著名物理學(xué)家法拉第認為，電、磁之間是存在一定聯(lián)系的，他通過無數(shù)次實驗，最終發(fā)現(xiàn)當(dāng)磁棒插入到導(dǎo)體線圈時就會產(chǎn)生電流，這一實驗證明了電與磁的關(guān)系，從而揭開了電磁研究的新的歷史一頁。在此之后，英國物理學(xué)家麥克斯韋對電、磁關(guān)系進行了更深入的研究，總結(jié)了電磁場的涵義，并發(fā)表了位移電流的相關(guān)概念。

從科學(xué)角度來講，電磁波是一種能量，凡是物體都會釋放電磁波。電磁波就像空氣一樣，在人的周圍到處都是電磁波。早晨起來，到外面呼吸一口新鮮的空氣，殊不知身邊還有一個素未謀面的“朋友”——電磁波。電磁波是電磁場的運動形態(tài)。變化的電磁場就像水波一樣，會以某個點為中心向周圍擴散，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。就像太陽光一樣，雖然太陽與地球相隔遙遠，但太陽光的能量一樣能傳遞到地球。

2、電磁場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)展到一個新階段，各種電子產(chǎn)品對電磁場和電磁波的依賴性越來越高。在日常生活中，電磁波的運用非常廣泛。如手機、無線寬帶、對講機等都是利用電磁波實現(xiàn)相互通信的。在通信這個行業(yè)中，幾乎每一個信息的傳遞都離不開電磁波技術(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，在將來的電子通信領(lǐng)域中，也將是主要應(yīng)用和發(fā)展電磁場與電磁波技術(shù)，并且電磁場與電磁波技術(shù)必然也會成為傳輸和轉(zhuǎn)換電磁信息的核心，不斷為通信技術(shù)的前進發(fā)揮重大作用。

2.1 電磁場與電磁波在移動通信技術(shù)中的應(yīng)用

在上個世紀二十年代，針對現(xiàn)代移動通信技術(shù)的研究就已經(jīng)開始了。之后的二十年一直處于最初的研究發(fā)展階段。直到上世紀八十年代，首個TACS模擬蜂窩移動電話系統(tǒng)才開始被投入并使用，之后的一段時間內(nèi)，我國移動通信技術(shù)在電話系統(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的儲存量，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，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384kB/s～2MB/s之間，其信息使用頻率在1.885～2.0256MHz和2.110～2.2006MHz范圍內(nèi)，已經(jīng)對整個地球面積進行了覆蓋，并且已經(jīng)在有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)之間進行了無縫連接，可以更好的滿足的不同客戶的不同消費需求。在今后隨著社會科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，對通信技術(shù)的要求也會越來越高，以后還會有級別越來越高的移動通信系統(tǒng)。具備完善的寬帶接入以及分布網(wǎng)絡(luò)，將無線頻率的利用率最大程度的提升，此外還可以通過技術(shù)升級提高不斷提升上網(wǎng)的速度，并且最終達到可以在不同的頻率間進行自動切換的功能。

2.2 電磁場與電磁波在微波通信技術(shù)中的應(yīng)用

在整個微波通信中電磁場與電磁波的應(yīng)用發(fā)揮了巨大的作用，微波通信的主要內(nèi)容是通過采用微波頻率作為載波攜帶各種信息，然后在無線電波作用下展開中繼接力的通訊手段。微波的具體含義是指頻率在300MHz～300GHz范圍內(nèi)的電磁波。由于微波波長相對的較短，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)置過程中必須嚴格按照50km的距離進行設(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電磁場與電磁波在衛(wèi)星通信技術(shù)中的應(yīng)用

除了在移動以及微波通信技術(shù)中的應(yīng)用外，電磁場與電磁波也被應(yīng)用在衛(wèi)星通信技術(shù)中，衛(wèi)星通信主要是通過將人造地球衛(wèi)星作為中轉(zhuǎn)站，然后將無線電波進行轉(zhuǎn)發(fā)或者反射，有時候這個通信工程需要多個人造地球衛(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，通過將通信衛(wèi)星作為中繼站而進行的一種較為特別的微波中繼通信。

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

3、結(jié)語

通過上文的分析，可以清晰的了解到電磁場與電磁波在通信技術(shù)中的重要作用，可以說電磁場與電磁波的應(yīng)用貫穿了整個的通信領(lǐng)域，是影響社會信息傳播質(zhì)量的關(guān)鍵因素，大眾生活離不開電子通信技術(shù)，電子通信技術(shù)的穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展離不開電磁場與電磁波的應(yīng)用。因此，人類要不斷創(chuàng)新改革電磁場和電磁波的工程技術(shù)，充分發(fā)揮出它們在電子通信技術(shù)中的作用。

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