劉陽(yáng)

摘 要：當(dāng)今世界，電磁場(chǎng)技術(shù)和電磁波技術(shù)對(duì)電子通信系統(tǒng)技術(shù)有著重大意義，電磁場(chǎng)和電磁波的運(yùn)用也受到越來(lái)越多科學(xué)家的高度重視。人們所使用的電子信息系統(tǒng)都是通過(guò)電磁波傳遞信息來(lái)進(jìn)行工作的。本文對(duì)電磁場(chǎng)技術(shù)和電磁波技術(shù)做出了具體研究，并對(duì)電磁場(chǎng)和電磁波對(duì)電子通信技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行了分析討論。

關(guān)鍵詞：電磁場(chǎng) 電磁波 電子通信技術(shù)

在當(dāng)前這樣一個(gè)信息技術(shù)化的時(shí)代，電子通信技術(shù)發(fā)展迅速和人們的生活已密不可分。電磁場(chǎng)和電磁波在電子通信中發(fā)揮著重大的作用，實(shí)現(xiàn)了信息傳遞的高效性。電磁場(chǎng)、電磁波看似無(wú)形，但卻是信息傳播的載體，滲透到了人們的生活中。在人們的需求中，電磁場(chǎng)和電磁波理論一步步的發(fā)展，雷達(dá)、通信、廣播、導(dǎo)航等各種電子產(chǎn)品在通信過(guò)程中都離不開電磁波和電磁場(chǎng)的作用。

1 電磁場(chǎng)與電磁波的概述

1.1 電磁場(chǎng)的概況

16世紀(jì)下半葉，英國(guó)物理學(xué)家吉伯特最先對(duì)電磁現(xiàn)象進(jìn)行了研究，但是由于研究方法原始，仍無(wú)法解釋電磁場(chǎng)這一現(xiàn)象和其產(chǎn)生原因。18世紀(jì)，著名物理學(xué)家?guī)靷惡涂ㄎ牡蠈?duì)電磁征象展開了鉆研，發(fā)現(xiàn)出了電磁場(chǎng)的定量測(cè)量?jī)x，使對(duì)電磁場(chǎng)的鉆研產(chǎn)生了質(zhì)的奔騰。1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，得出了磁和電之間的干系，為電磁鉆研奠基了根本。1831年，英國(guó)物理學(xué)家法拉第經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)電和磁之間存在著緊密的聯(lián)系，并通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)得出了電磁感應(yīng)定律。英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋對(duì)電磁之間的相互關(guān)系進(jìn)行了探討，對(duì)電磁場(chǎng)的涵義進(jìn)行了說(shuō)明，他還分析總結(jié)了電磁現(xiàn)象的規(guī)律，提出了位移電流等有關(guān)概念。

1.2 電磁波的概況

1865年，物理學(xué)家麥克斯韋預(yù)測(cè)出電磁波，1887年-1888年間，德國(guó)物理學(xué)家赫茲于嘗試中證明了電磁波的存在。電磁波是互相垂直且相同的電場(chǎng)與磁場(chǎng)作用所產(chǎn)生的，是以波動(dòng)的方式傳播的電磁場(chǎng)。在空間中，電磁波以波的方式移動(dòng)，能夠傳遞能量信號(hào)。如果按照頻率來(lái)進(jìn)行分類，電磁輻射可分為低頻輻射和高頻輻射，其中包含無(wú)線電波、微波、可見光、紅外光和紫外光等。

2 電磁場(chǎng)和電磁波在電子通信中的運(yùn)用

2.1 電磁場(chǎng)和電磁波在移動(dòng)通信技術(shù)中的運(yùn)用

1920年，科學(xué)家開始對(duì)現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)進(jìn)行研究。1920年-1940年，移動(dòng)通信技術(shù)處于最初的發(fā)展階段。1987年，我國(guó)第一代移動(dòng)電話，首部模擬蜂窩移動(dòng)電話開始投入使用。第二代移動(dòng)通信技術(shù)是以傳輸技術(shù)為核心，主要使用數(shù)字時(shí)分多址技術(shù)和碼分多址技術(shù)，它的出現(xiàn)有效提高了系統(tǒng)存儲(chǔ)量，提供了低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。隨著我國(guó)通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，很快第三代移動(dòng)通信技術(shù)出現(xiàn)，相比第一代第二代，第三代移動(dòng)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)技術(shù)相結(jié)合，使得傳輸速度有了巨大的提高，而且成功實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸功能和多媒體服務(wù)功能，數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)2MB/s。隨著我國(guó)社會(huì)的迅猛發(fā)展，第三代移動(dòng)通信技術(shù)已不能滿足各行各業(yè)的信息交流。第四代移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)勢(shì)而生。第四代移動(dòng)通信技術(shù)是通過(guò)寬帶網(wǎng)絡(luò)與其他網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，具有較強(qiáng)的無(wú)線信號(hào)傳輸能力。第四代移動(dòng)通信技術(shù)具有較快的信息傳輸速度，最高可達(dá)100MB/s，可以實(shí)現(xiàn)不同頻率間的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。

2.2 電磁場(chǎng)和電磁波在微波通訊技術(shù)中的運(yùn)用

電磁場(chǎng)和電磁波對(duì)微波通信起著至關(guān)重要的作用，微波通信主要是通過(guò)電磁波作為傳送載體，攜帶各種信息。微波是指在300MHz-300GHz頻率內(nèi)的電磁波。電磁波搭載各種信號(hào)，以光速在空氣中進(jìn)行傳播。當(dāng)電磁波在傳播過(guò)程中遇到信號(hào)接收設(shè)備時(shí)，信號(hào)接收設(shè)備中所攜帶的濾波器會(huì)對(duì)傳送的電磁波產(chǎn)生一種濾波作用，濾波器會(huì)根據(jù)信息的波長(zhǎng)來(lái)對(duì)電磁波中所攜帶的各種信息進(jìn)行選擇。

微波波長(zhǎng)較短，在有物體阻礙的情況下傳播的距離有限。因此，微波通信需要在中繼接力的手段下才能進(jìn)行傳播。微波中繼站的設(shè)置需要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)，即每50千米設(shè)置一個(gè)微波增強(qiáng)裝置，可以彌補(bǔ)傳輸中所損耗的信號(hào)能量。在長(zhǎng)距離傳輸?shù)臈l件下，需要設(shè)置較多的微波增強(qiáng)裝置，這不僅降低了信號(hào)的傳輸效率，還浪費(fèi)大量的資金。微波通信的實(shí)用性并不高。

2.3 電磁場(chǎng)和電磁波在衛(wèi)星通信中的運(yùn)用

電磁波在電子通信技術(shù)中發(fā)揮著重要作用，在各類電子設(shè)備中運(yùn)用廣泛。第二次世界大戰(zhàn)期間，雷達(dá)成為了電磁場(chǎng)運(yùn)用中最活躍的部分。1958年，美國(guó)發(fā)射了世界上第一顆用于通信技術(shù)的實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星。1946年，首次實(shí)現(xiàn)美洲、歐洲、非洲三大洲的通信。1964年，成功研究出了衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。1969年，定點(diǎn)同步衛(wèi)星已送上大洋上空，衛(wèi)星地球站已遍布世界各大國(guó)家。衛(wèi)星通信技術(shù)也逐步趨于成熟。

二次世界大戰(zhàn)之后，各國(guó)相繼開始研發(fā)通信衛(wèi)星，電磁場(chǎng)技術(shù)和電磁波技術(shù)對(duì)提高衛(wèi)星通信的信號(hào)質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。衛(wèi)星的通信方式基本是采用人造地球衛(wèi)星作為信息的中轉(zhuǎn)站，對(duì)電磁信息進(jìn)行傳播、反射、轉(zhuǎn)換，使其能夠在世界各地的通信衛(wèi)星間進(jìn)行傳播。

地球上建立的通信衛(wèi)星站可分為以下三種，分別是海洋通信站、地面通信站、大氣通信站。衛(wèi)星通信可以看成是一種特殊的微波信息，通信衛(wèi)星中轉(zhuǎn)站也可以看作是微波信息中轉(zhuǎn)站。衛(wèi)星通信與微波通信有許多相同的地方，都需要通過(guò)中轉(zhuǎn)站來(lái)進(jìn)行信號(hào)的傳輸、轉(zhuǎn)換和反射，這與微波通信中的微波信號(hào)增強(qiáng)器對(duì)增強(qiáng)微波的效果相類似。因而，衛(wèi)星通信可以認(rèn)為是一種微波通信。我國(guó)居民目前所使用的是與地球自轉(zhuǎn)同步的同步衛(wèi)星，其中運(yùn)用了大量電磁波技術(shù)和電磁場(chǎng)技術(shù)。

3 結(jié)語(yǔ)

電子通信技術(shù)貫穿著眾多領(lǐng)域，人們的生活和電子通信技術(shù)緊密連接，電磁場(chǎng)技術(shù)和電磁波技術(shù)在電子通信技術(shù)中發(fā)揮著重要的作用，電磁場(chǎng)和電磁波技術(shù)的運(yùn)用也越來(lái)越廣泛，成功在移動(dòng)通信、微波通信、衛(wèi)星通信中運(yùn)用。人類應(yīng)該通過(guò)自己的智慧不斷改革研制出新的電磁波技術(shù)，讓電子通信技術(shù)充分發(fā)揮其作用。

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