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，電磁信號的強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)中的運用進行了一些有意義的探討，希望對促進電子通信技術(shù)的發(fā)展和進步能夠有所借鑒。

關(guān)鍵詞:電磁場;電磁波;電子通信技術(shù)

0引言

21世紀是信息化的時代，電子通信在社會生產(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，隨著移動通信網(wǎng)絡(luò)和智能移動終端在社會上的快速普及，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)中的運用進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制進行準確描述。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)，并進一步提出了電和磁的相互作用問題。其中，貢獻最大的當(dāng)屬法拉第，因為他發(fā)現(xiàn)了感應(yīng)電流與磁場強度的變化量有關(guān)，進而總結(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?，F(xiàn)實中，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用探討

2．1在移動通信中的應(yīng)用

早在20世紀20年代，就已經(jīng)有相關(guān)機構(gòu)和學(xué)者開始了對移動通信技術(shù)的研究，但我國直到20世紀80年代末才誕生了首部基于蜂窩模擬的移動通信電話。伴隨著首部移動通信電話的誕生，移動通信系統(tǒng)也隨之出現(xiàn)，這時的系統(tǒng)主要采用了模擬技術(shù)和頻分多址技術(shù)。緊隨著第一移動通信系統(tǒng)，第二代移動通信技術(shù)也在不久后進行了商用，即我們常說的2G網(wǎng)絡(luò)。在此基礎(chǔ)上，通過將移動通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相融合，移動通信系統(tǒng)很快便發(fā)展到了第三代，即我國三大電信運營商主推的WCDMA、CDMA2000和TDSCDMA。此時的電子通信技術(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，同時還能支持各類多媒體功能的服務(wù)。近年來，我國電信運營商對移動通信系統(tǒng)進行了升級，4G移動通信系統(tǒng)已經(jīng)在我國得到了大規(guī)模商用。4G網(wǎng)絡(luò)因為可以通過寬帶網(wǎng)絡(luò)與其他網(wǎng)絡(luò)相連，所以不僅可以實現(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各界的需求。這兩年世界各國都在爭奪5G通信技術(shù)的標準制定權(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)用水平會進一步提升，而且必將給用戶帶來更好的移動通信體驗。

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。在進行微波通信時，各種信息被加載到電磁波上，然后再在空間中以光速進行傳播，如圖1所示。如果遇到電子信號接收裝置，那么裝置就會對電磁波進行濾波操作，并將其攜帶的信息保留接收下來。微波因為波長較小的緣故，所以在傳輸中很容易遭到物體阻礙，而這會致使通信質(zhì)量急劇下降，因此為了加強微波的傳輸作用，現(xiàn)實中一般會采用接力傳輸?shù)姆绞?，即每隔一定距離就設(shè)置一個微波增強裝置，通過對微波信號的增強來彌補中途傳輸?shù)南?。但這樣做也具有明顯缺陷，其在長距離傳輸時，建設(shè)和使用成本會比較高，所以微波通信方式在現(xiàn)實中并不常用。

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)。這主要是因為衛(wèi)星通信是以衛(wèi)星來作為信息傳輸?shù)闹修D(zhuǎn)站，進而實現(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。

參考文獻:

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作者:李小臘 單位:榆林學(xué)院