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電磁場(chǎng)與電磁波的電子通信技術(shù)應(yīng)用

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電磁場(chǎng)與電磁波的電子通信技術(shù)應(yīng)用

摘要:當(dāng)前廣泛應(yīng)用的各類無(wú)線通信技術(shù)都離不開(kāi)電子通信技術(shù),而電磁波和電磁場(chǎng)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(duì)通信效果更是有著直接影響。對(duì)電磁場(chǎng)和電磁波電子通信技術(shù)中的運(yùn)用進(jìn)行了一些有意義的探討,希望對(duì)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(chǎng);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(lái)了極大的便利。而電磁場(chǎng)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(lái),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(kāi)對(duì)電磁場(chǎng)和電磁波的應(yīng)用。在這種情況下,加強(qiáng)對(duì)電磁場(chǎng)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(duì)電磁場(chǎng)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(chǎng)和電磁波內(nèi)容概述

1.1電磁場(chǎng)

在16世紀(jì)下半葉,吉伯特最早開(kāi)始了對(duì)電磁場(chǎng)的研究,但他無(wú)法對(duì)電磁場(chǎng)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(wèn)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)和磁場(chǎng)形成的,它在空間中能夠以波的方式來(lái)傳播能量,其傳播方向則與電磁、磁場(chǎng)平相垂直。如果根據(jù)頻率來(lái)對(duì)電磁輻射進(jìn)行分類,那么它可以分為無(wú)線電波、可見(jiàn)光、紅外線、紫外線和微波等等?,F(xiàn)實(shí)中,電磁波無(wú)處不在且各種物體都可以發(fā)射電磁波,但只有特定波長(zhǎng)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(chǎng)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(kāi)始了對(duì)移動(dòng)通信技術(shù)的研究,但我國(guó)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(shuō)的2G網(wǎng)絡(luò)。在此基礎(chǔ)上,通過(guò)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(guó)三大電信運(yùn)營(yíng)商主推的WCDMA、CDMA2000和TDSCDMA。此時(shí)的電子通信技術(shù)不僅使無(wú)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(lái),我國(guó)電信運(yùn)營(yíng)商對(duì)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(guó)得到了大規(guī)模商用。4G網(wǎng)絡(luò)因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)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(lái)更快的通信速度,已經(jīng)可以基本滿足我國(guó)社會(huì)各界的需求。這兩年世界各國(guó)都在爭(zhēng)奪5G通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)制定權(quán),我國(guó)自然也不甘落后,可以預(yù)見(jiàn),未來(lái)的5G通信系統(tǒng)中,電磁場(chǎng)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(lái)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(chǎng)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(chǎng)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(duì)電磁波進(jìn)行濾波操作,并將其攜帶的信息保留接收下來(lái)。微波因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)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)姆绞剑疵扛粢欢ň嚯x就設(shè)置一個(gè)微波增強(qiáng)裝置,通過(guò)對(duì)微波信號(hào)的增強(qiáng)來(lái)彌補(bǔ)中途傳輸?shù)南?。但這樣做也具有明顯缺陷,其在長(zhǎng)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(guó)都在加強(qiáng)對(duì)衛(wèi)星通信技術(shù)的研究和應(yīng)用工作,而電磁場(chǎng)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(lái)作為信息傳輸?shù)闹修D(zhuǎn)站,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)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(guó)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(chǎng)和電磁波技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)信息的快速和有效傳播。

3結(jié)語(yǔ)

近年來(lái),隨著人們對(duì)無(wú)線通信質(zhì)量的要求越來(lái)越高,提升電磁場(chǎng)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