電磁場與電磁波的電子通信技術(shù)應(yīng)用

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摘要:當(dāng)前廣泛應(yīng)用的各類無線通信技術(shù)都離不開電子通信技術(shù)，而電磁波和電磁場和在電子通信技術(shù)中起著關(guān)鍵性作用，電磁信號(hào)的強(qiáng)弱對通信效果更是有著直接影響。對電磁場和電磁波在電子通信技術(shù)中的運(yùn)用進(jìn)行了一些有意義的探討，希望對促進(jìn)電子通信技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步能夠有所借鑒。

關(guān)鍵詞:電磁場;電磁波;電子通信技術(shù)

0引言

21世紀(jì)是信息化的時(shí)代，電子通信在社會(huì)生產(chǎn)和生活中起到了關(guān)鍵性的作用，給人們的生活和工作帶來了極大的便利。而電磁場和電磁波在電子通信中占據(jù)著重要地位，能夠?qū)崿F(xiàn)信息的高效傳輸。近年來，隨著移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和智能移動(dòng)終端在社會(huì)上的快速普及，電子通信已經(jīng)滲透到了人們生活中的方方面面，而移動(dòng)通信中更是離不開對電磁場和電磁波的應(yīng)用。在這種情況下，加強(qiáng)對電磁場和電磁波在電子通信技術(shù)中的應(yīng)用研究意義重大，必須得到充分的重視。本文正是基于這一考慮，對電磁場和電磁波在電子通信技術(shù)中的運(yùn)用進(jìn)行了一些有意義的探討。

1電磁場和電磁波內(nèi)容概述

1．1電磁場

在16世紀(jì)下半葉，吉伯特最早開始了對電磁場的研究，但他無法對電磁場的生成機(jī)制進(jìn)行準(zhǔn)確描述。這種情況一直持續(xù)到奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)后才有所改善。在電流的磁效應(yīng)被發(fā)現(xiàn)后，很多學(xué)者都試圖發(fā)掘其他電磁效應(yīng)，并進(jìn)一步提出了電和磁的相互作用問題。其中，貢獻(xiàn)最大的當(dāng)屬法拉第，因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)了感應(yīng)電流與磁場強(qiáng)度的變化量有關(guān)，進(jìn)而總結(jié)提出了電磁感應(yīng)定律，這奠定了近代電磁場研究的理論基礎(chǔ)。

1．2電磁波

電磁波是由振蕩情況一致但振蕩方向卻相反的電場和磁場形成的，它在空間中能夠以波的方式來傳播能量，其傳播方向則與電磁、磁場平相垂直。如果根據(jù)頻率來對電磁輻射進(jìn)行分類，那么它可以分為無線電波、可見光、紅外線、紫外線和微波等等。現(xiàn)實(shí)中，電磁波無處不在且各種物體都可以發(fā)射電磁波，但只有特定波長的電磁波才能被人類的眼睛接收看到。電磁波在空間中的傳播并不依賴介質(zhì)，即它可以在真空中進(jìn)行傳播且速度與光速相同。

2電磁場和電磁波在電子通信中的運(yùn)用探討

2．1在移動(dòng)通信中的應(yīng)用

早在20世紀(jì)20年代，就已經(jīng)有相關(guān)機(jī)構(gòu)和學(xué)者開始了對移動(dòng)通信技術(shù)的研究，但我國直到20世紀(jì)80年代末才誕生了首部基于蜂窩模擬的移動(dòng)通信電話。伴隨著首部移動(dòng)通信電話的誕生，移動(dòng)通信系統(tǒng)也隨之出現(xiàn)，這時(shí)的系統(tǒng)主要采用了模擬技術(shù)和頻分多址技術(shù)。緊隨著第一移動(dòng)通信系統(tǒng)，第二代移動(dòng)通信技術(shù)也在不久后進(jìn)行了商用，即我們常說的2G網(wǎng)絡(luò)。在此基礎(chǔ)上，通過將移動(dòng)通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相融合，移動(dòng)通信系統(tǒng)很快便發(fā)展到了第三代，即我國三大電信運(yùn)營商主推的WCDMA、CDMA2000和TDSCDMA。此時(shí)的電子通信技術(shù)不僅使無線頻率的利用效率空前提升，而且通信速度也更快，同時(shí)還能支持各類多媒體功能的服務(wù)。近年來，我國電信運(yùn)營商對移動(dòng)通信系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)，4G移動(dòng)通信系統(tǒng)已經(jīng)在我國得到了大規(guī)模商用。4G網(wǎng)絡(luò)因?yàn)榭梢酝ㄟ^寬帶網(wǎng)絡(luò)與其他網(wǎng)絡(luò)相連，所以不僅可以實(shí)現(xiàn)不同頻率間的轉(zhuǎn)換，而且能夠帶來更快的通信速度，已經(jīng)可以基本滿足我國社會(huì)各界的需求。這兩年世界各國都在爭奪5G通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)制定權(quán)，我國自然也不甘落后，可以預(yù)見，未來的5G通信系統(tǒng)中，電磁場和電磁波的應(yīng)用水平會(huì)進(jìn)一步提升，而且必將給用戶帶來更好的移動(dòng)通信體驗(yàn)。

2．2在微波通信中的應(yīng)用

電磁場是產(chǎn)生電磁波的源頭，而電磁波又是微波通信中各類信息的載體，所以電磁場和電磁波在微波通信中起著核心作用。在進(jìn)行微波通信時(shí)，各種信息被加載到電磁波上，然后再在空間中以光速進(jìn)行傳播，如圖1所示。如果遇到電子信號(hào)接收裝置，那么裝置就會(huì)對電磁波進(jìn)行濾波操作，并將其攜帶的信息保留接收下來。微波因?yàn)椴ㄩL較小的緣故，所以在傳輸中很容易遭到物體阻礙，而這會(huì)致使通信質(zhì)量急劇下降，因此為了加強(qiáng)微波的傳輸作用，現(xiàn)實(shí)中一般會(huì)采用接力傳輸?shù)姆绞?，即每隔一定距離就設(shè)置一個(gè)微波增強(qiáng)裝置，通過對微波信號(hào)的增強(qiáng)來彌補(bǔ)中途傳輸?shù)南摹５@樣做也具有明顯缺陷，其在長距離傳輸時(shí)，建設(shè)和使用成本會(huì)比較高，所以微波通信方式在現(xiàn)實(shí)中并不常用。

2．3在衛(wèi)星通信中的應(yīng)用

二戰(zhàn)后，世界各國都在加強(qiáng)對衛(wèi)星通信技術(shù)的研究和應(yīng)用工作，而電磁場和電磁波是保證衛(wèi)星通信質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)。這主要是因?yàn)樾l(wèi)星通信是以衛(wèi)星來作為信息傳輸?shù)闹修D(zhuǎn)站，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對各類電磁信息的傳播、轉(zhuǎn)換和反射。衛(wèi)星通信可以被看作是一種特殊的微波通信方式，而通信衛(wèi)星則可以被看作是微波通信中的中轉(zhuǎn)站，這與微波通信中使用的微波增強(qiáng)裝置的功能極為類似。我國居民廣泛使用的通信衛(wèi)星屬于地球同步衛(wèi)星，它其中就應(yīng)用了大量的電磁場和電磁波技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對信息的快速和有效傳播。

3結(jié)語

近年來，隨著人們對無線通信質(zhì)量的要求越來越高，提升電磁場和電磁波在電子通信中的應(yīng)用水平意義重大，必須得到我們充分的重視。

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作者:李小臘 單位:榆林學(xué)院