電磁場與電磁波在電子通信技術中的應用

陳玉林

摘 要：隨著信息時代的發展，電子通信技術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，其直接關系到信息傳遞的質量和效率。該文對電磁場與電磁波在電子通信技術中的應用進行了探討。

關鍵詞：電磁場 電磁波 電子通信 應用

中圖分類號：TN92 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）11（a）-0033-02

21世紀是信息時代，電子通信技術在這個時代發揮著重要作用。電子通信技術顯示了一個國家的綜合國力，所以說它的發展一定要與時俱進。電磁場與電磁波與人們的生活聯系極為密切，如手機通訊、無線電視、無線網絡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品，而這些電子產品，大都離不開電磁場與電磁波的作用。

1 電磁場與電磁波

電磁場現象最早是由英國人吉爾伯特發現的，在當時由于實驗的方法十分原始，所以他并不能對這種現象進行全面的解釋。對電磁場的近代研究要追溯到18世紀，由法國物理學家庫倫以及英國物理學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的飛越。英國著名物理學家法拉第認為，電、磁之間是存在一定聯系的，他通過無數次實驗，最終發現當磁棒插入到導體線圈時就會產生電流，這一實驗證明了電與磁的關系，從而揭開了電磁研究的新的歷史一頁。在此之后，英國物理學家麥克斯韋對電、磁關系進行了更深入的研究，總結了電磁場的涵義，并發表了位移電流的相關概念。

從科學角度來講，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。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中的應用

當前，電子通信技術已經發展到一個新階段，各種電子產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相互通信的。在通信這個行業中，幾乎每一個信息的傳遞都離不開電磁波技術的應用。例如生活中經常用到的導航定位、多媒體傳播等，都是應用電磁波的成果。因此，在將來的電子通信領域中，也將是主要應用和發展電磁場與電磁波技術，并且電磁場與電磁波技術必然也會成為傳輸和轉換電磁信息的核心，不斷為通信技術的前進發揮重大作用。

2.1 電磁場與電磁波在移動通信技術中的應用

在上個世紀二十年代，針對現代移動通信技術的研究就已經開始了。之后的二十年一直處于最初的研究發展階段。直到上世紀八十年代，首個TACS模擬蜂窩移動電話系統才開始被投入并使用，之后的一段時間內，我國移動通信技術在電話系統方面主要應用的是模擬技術以及頻分多址（FDMA）技術。之后則是主要應用（TDMA）技術和（COMA）技術，由于這兩種技術的頻譜利用率較高，與模擬技術和（FDMA）技術相比，不僅可以更好的提高電話的儲存量，還可以提供低速數據業務。近幾年隨著科學技術的不斷發展，通信技術也在不斷的升級，目前主要應用的第三代通信技術，已經完成了高速數據傳輸和寬帶多媒體服務的目標。目前第三代的通信技術的傳輸速率在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，已經對整個地球面積進行了覆蓋，并且已經在有線網絡和無線網絡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技術的持續發展，對通信技術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。具備完善的寬帶接入以及分布網絡，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升級提高不斷提升上網的速度，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中的應用

在整個微波通信中電磁場與電磁波的應用發揮了巨大的作用，微波通信的主要內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300 MHz～300 GHz范圍內的電磁波。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，在微波中繼站的設置過程中必須嚴格按照50km的距離進行設置。由于規模較大的通信系統必須獲得更多微波中繼站的支持輔助，這種結果導致了它更加難以使用，產生良好的工作效果。

2.3 電磁場與電磁波在衛星通信技術中的應用

除了在移動以及微波通信技術中的應用外，電磁場與電磁波也被應用在衛星通信技術中，衛星通信主要是通過將人造地球衛星作為中轉站，然后將無線電波進行轉發或者反射，有時候這個通信工程需要多個人造地球衛星轉發以及反射才可以完成。目前的中轉站主要有地面、海洋以及大氣層等三種類型。由于衛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，也可以將衛星通信等同于微波頻率的應用，通過將通信衛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星通信系統，稱之為民用通信衛星。當大家在地區上觀察這些衛星時，它是處于靜止不動的狀態，因此有時候也被稱之為靜止衛星。

3 結語

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中的重要作用，可以說電磁場與電磁波的應用貫穿了整個的通信領域，是影響社會信息傳播質量的關鍵因素，大眾生活離不開電子通信技術，電子通信技術的穩定持續發展離不開電磁場與電磁波的應用。因此，人類要不斷創新改革電磁場和電磁波的工程技術，充分發揮出它們在電子通信技術中的作用。

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