李繼超

（佳木斯大學(xué) 信息電子技術(shù)學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154000）

0 引 言

隨著科技研究的不斷深入，社會已經(jīng)全面進入了信息化的發(fā)展時代，在生活和工作等各個領(lǐng)域當中都需要依靠各類通信設(shè)備來完成交互對接和信息傳遞。目前常見的移動終端通信主要是通過電磁波的方式實現(xiàn)信息的發(fā)射、傳輸與接收，在通信技術(shù)從4G向5G升級的過程中，對于電磁場與電磁波的研究與應(yīng)用也在不斷深入發(fā)展，使其能夠在信號體量爆炸式增長的情況下更好地滿足分頻和分址的傳輸需求，為推進通信技術(shù)的升級發(fā)展與掌握核心技術(shù)的標準具有重大意義。

1 電磁場與電磁波的理論概述

1.1 電磁場

電與磁相互依存的特性是電磁場理論研究的重要基礎(chǔ)，所有的帶電粒子和電流在該場的作用下都會發(fā)生一定的電磁作用，而這種相互作用被科學(xué)人員分別用洛倫茲和麥克斯韋的方程對其進行描述和研究。在電磁場理論不斷發(fā)展的過程中還衍生出了一些時變的特性，這也為后續(xù)研究中擴大電磁場應(yīng)用范圍并推動電工行業(yè)的發(fā)展形成了重要的研究基礎(chǔ)。在電磁場中，由于會對波的傳輸和電流產(chǎn)生定向的影響與作用，技術(shù)人員可以更好地利用這一特性來實現(xiàn)對電磁波傳輸?shù)亩ㄏ蚋淖兒陀行ЬS護，促使其在傳播過程中加載一定的信號并有效繞過障礙物實現(xiàn)對原有信號的維護，形成了重要的通信理論研究基礎(chǔ)。

1.2 電磁波

電磁波是一種特殊的橫波，能夠以周期性的波動變化方式進行遠距離的傳輸，并在電磁場的作用影響下形成不同的作用波段。根據(jù)長波和短波的特性，電磁波在傳輸過程中的距離和頻率也有一定差異，在電子通信技術(shù)的應(yīng)用過程中可以更好地根據(jù)需求選擇不同波段并對其進行信號的加載與調(diào)制，通過電磁波的作用能夠更好地實現(xiàn)信號的傳遞與接收[1]。不同波段的電磁波在其物理特性的表現(xiàn)上也有一定的差異，在電磁波的深入研究過程中，能夠更好地實現(xiàn)波載信號調(diào)制與波的頻率復(fù)用，對其頻段展開科學(xué)劃分，和電子通信當中的地址實現(xiàn)有效連接，不斷促進電磁場與電磁波理論在電子通信技術(shù)中的實踐應(yīng)用。

2 電磁場與電磁波技術(shù)的分類及在電子通信技術(shù)中的應(yīng)用

通信技術(shù)主要是依靠電子通信與傳輸?shù)募夹g(shù)來完成信號發(fā)射、傳輸以及接收的過程，對于電磁場與電磁波技術(shù)有較高的依賴性。根據(jù)傳輸?shù)脑?，可將電磁波與電磁場的電子通信應(yīng)用分為移動通信技術(shù)、微波通信技術(shù)、衛(wèi)星通信技術(shù)3個大類別。

2.1 移動通信技術(shù)

目前，我國的移動通信技術(shù)主要經(jīng)歷了從2G到5G的發(fā)展歷程，在通信信息體量和傳輸效率方面都有了質(zhì)的飛躍，也是目前形成通信行業(yè)標準制定的重要技術(shù)基礎(chǔ)。在移動通信的過程中主要是依靠蜂窩技術(shù)實現(xiàn)了對有限頻譜予以更高程度的應(yīng)用，能夠更好地滿足大體量信息傳輸?shù)男枨蟆Ｔ趯σ苿有盘柼幚淼倪^程中需要經(jīng)過頻域和時域的有效轉(zhuǎn)換才能夠?qū)崿F(xiàn)更高效率的信息傳輸，而其中頻率的信號轉(zhuǎn)換和電磁波的通信之間又有著密切的聯(lián)系，這也使得電磁場與電磁波技術(shù)在移動通信的發(fā)展過程中產(chǎn)生了重要的推動性作用[2]。頻率的復(fù)用理念主要是指將電磁波的信號經(jīng)過傅里葉轉(zhuǎn)換后形成一種更加高效且快速的信號發(fā)射、傳輸與接收過程，而不再單純依靠時域上的傳輸轉(zhuǎn)換，更符合當前5G通信技術(shù)的發(fā)展需求。

移動通信技術(shù)的原理如圖1所示，在5G通信的網(wǎng)絡(luò)體系中涉及許多服務(wù)器共同參與到了信號的發(fā)射、傳輸與移動終端的接收過程，其中的GPRS、3G、WLAN以及LTE分別對應(yīng)著不同的移動通信手段，而各類服務(wù)器起著優(yōu)化和提升的作用，能夠更好地促進5G通信網(wǎng)絡(luò)中信號體量和效率的進一步提高，也能夠?qū)崿F(xiàn)不同類別媒體信號在傳播過程中的搭載與交接[3]。

圖1 移動通信技術(shù)的原理

2.2 微波通信技術(shù)

微波通信技術(shù)在理論基礎(chǔ)上和移動通信有很大的差異，其中最重要的通信波載體從手機等移動端發(fā)出的電磁短波轉(zhuǎn)換為微波信號，使得在整個發(fā)射和接收的過程中都出現(xiàn)了一定的變化。微波信號作為傳輸?shù)妮d體在頻率帶寬上有了一定的限制（300 MHz～300GHz），其信號的穩(wěn)定性更強，更適合實現(xiàn)長距離的傳輸和穿透[4]。相較于常見的普通電子通信傳輸?shù)碾姶挪ㄐ盘柖?，在信號塔的加持之下，微波通信能夠?qū)崿F(xiàn)更遠距離的信息傳輸。過程中各類障礙物無法對信號原有的頻率和幅度造成較大的改變，這一優(yōu)勢也使得微波通信技術(shù)有了更好的發(fā)展。在一些自然災(zāi)害的影響下可能會出現(xiàn)信號塔的倒塌和損壞問題，在運用移動通信技術(shù)時就會有一定的限制性而導(dǎo)致重要的信息無法實現(xiàn)外傳。大部分地震災(zāi)害救助過程中都需要應(yīng)用到微波通信技術(shù)提前實現(xiàn)信號傳遞，更好地促進了電子通信的穩(wěn)定發(fā)展。

根據(jù)微波傳輸系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)，信號的接收與發(fā)射端在工作過程中，只需要依賴天線系統(tǒng)進行時域和頻域之間的信號轉(zhuǎn)換就能夠?qū)崿F(xiàn)高效的信息傳輸，其中的信號搭載也更加穩(wěn)定可靠，是電子通信技術(shù)當中重要的組成部分之一。

2.3 衛(wèi)星通信技術(shù)

在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中主要是依靠了通信衛(wèi)星來實現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)換傳遞，其中運用的搭載波也是電磁波，可以在衛(wèi)星覆蓋范圍內(nèi)實現(xiàn)電子通信。衛(wèi)星通信系統(tǒng)由通信衛(wèi)星、中繼站以及一些地面通信系統(tǒng)構(gòu)成，其中通信衛(wèi)星和地面電磁波的發(fā)射端之間能夠?qū)崿F(xiàn)有效的同頻傳輸，且通信衛(wèi)星是地球的同步衛(wèi)星之一，對于電磁波加載信號的維護效果更強[5]。衛(wèi)星通信技術(shù)目前在生活通信中的應(yīng)用范圍較為有限，但在一些較為特殊的通信需求和行業(yè)要求下能夠?qū)崿F(xiàn)更加寬廣的通信范圍覆蓋，且由于通信衛(wèi)星的信號同步作用，對于電子通信的質(zhì)量保障有更好的維護效用。

衛(wèi)星通信系統(tǒng)的信號傳輸如圖2所示，通信衛(wèi)星能夠和地球站之間進行電磁波信號的發(fā)射與接收，目前有許多遠距離的信號傳遞都需要依靠通信衛(wèi)星來實現(xiàn)。

圖2 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的信號傳輸

3 電子通信中的電磁干擾要素分析

在電子通信技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，通信體量和效率的需求也在不斷攀升，需要應(yīng)用更加高效的信號傳輸與轉(zhuǎn)換方式來實現(xiàn)電磁波的加載。但在應(yīng)用過程當中也暴露出了一定的電磁干擾性，會影響實際的通信質(zhì)量和應(yīng)用效果，因此需要按照造成干擾衰減的主要類別進行有效區(qū)分。

雷雨干擾是指在極端天氣的影響之下，會對電磁波的穿透能力造成一定的限制性，特別是降雨會對一些高頻的電磁波信號形成較強的衰減。在生活中也會發(fā)現(xiàn)，這些極端天氣對于各類移動終端通信的信號傳輸效果影響較大，需要通過信號放大和中繼站來維護電子通信的應(yīng)用需求[6-10]。電磁干擾是指在電磁波信號傳輸過程中產(chǎn)生的一種干擾與屏蔽作用，許多電磁信號的同步傳輸就有可能會形成相互影響，進而導(dǎo)致波上加載的內(nèi)容出現(xiàn)變形失真的問題。針對電磁干擾，技術(shù)人員通過研究應(yīng)用了更多的屏蔽方式來予以有效解決。頻帶干擾是指在電磁波信號傳輸?shù)倪^程中，受到了其他頻帶內(nèi)波的干擾影響而出現(xiàn)的一種覆蓋或變形問題。常見的頻帶干擾包括了窄帶和寬帶兩種，在對其進行優(yōu)化處理時必須要考慮到加載波本身的參數(shù)特點，從而進行有針對性的控制和優(yōu)化，確保能夠有效恢復(fù)傳輸信號。

電磁干擾問題是在電子通信當中需要予以重點關(guān)注和克服的問題，也是在電子通信技術(shù)高速擴張與發(fā)展過程中必須要面臨的限制與削弱現(xiàn)狀，需要結(jié)合不同干擾源的要素特點和產(chǎn)生原因進行有針對性的分析處理，有效促進電子通信行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。

4 結(jié) 論

加強對電子信息傳輸過程的深入分析能夠更好地提升現(xiàn)代化通信技術(shù)的發(fā)展水平，合理應(yīng)用電磁場與電磁波技術(shù)的研究，以電磁技術(shù)作為通信升級的重要載體，優(yōu)化處理電子信號傳輸?shù)耐ǖ李l率，使電子通信能夠在現(xiàn)代化社會的不同領(lǐng)域和范圍內(nèi)發(fā)揮更大的作用。在實際生活中，移動通信、微波通信以及衛(wèi)星通信等都發(fā)揮著重要的作用，在其升級更新的發(fā)展過程中能夠更好地優(yōu)化信息傳輸?shù)馁|(zhì)量和效率，對于遠距離傳輸和高清信號傳輸?shù)膬?yōu)化都具有重要意義。