電磁波在電子通信技術(shù)的應(yīng)用

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摘要：本文加強(qiáng)了對(duì)電磁場(chǎng)技術(shù)體積電磁波技術(shù)的深入研究，并對(duì)其具體應(yīng)用情況展開(kāi)了分析討論。

關(guān)鍵詞：電磁場(chǎng)；電磁波；電子通信技術(shù)

在當(dāng)前信息時(shí)代，伴隨信息技術(shù)的飛速發(fā)展，社會(huì)生活也發(fā)生了很大的改變。在通信領(lǐng)域電磁場(chǎng)與電磁波的應(yīng)用越來(lái)越發(fā)揮重要作用，從而體現(xiàn)出信息傳遞的高效性。雖然電磁場(chǎng)與電磁波表面看似無(wú)形，但是卻通過(guò)信息傳遞的載體作用，不斷滲透應(yīng)用到人們的社會(huì)生活中。由于電磁場(chǎng)與電磁波在社會(huì)中具有廣泛的需求，所以導(dǎo)航、雷達(dá)、廣播等多種電子設(shè)備產(chǎn)品在通信中的應(yīng)用都需要應(yīng)用到電磁波與電磁場(chǎng)[1]。

1電磁場(chǎng)與電磁波的概念

1.1電磁場(chǎng)

早期階段，電磁場(chǎng)這一說(shuō)法是英國(guó)科學(xué)家首先提出來(lái)的，由于當(dāng)時(shí)具有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備不是很發(fā)達(dá)，因此也就沒(méi)有辦法對(duì)這一結(jié)論做進(jìn)一步的說(shuō)明。從18世紀(jì)以后，英國(guó)和法國(guó)科學(xué)家才通過(guò)多種不同的儀器設(shè)備對(duì)之前英國(guó)科學(xué)家提出的電磁現(xiàn)象做深入的研究，后來(lái)研究人員對(duì)電磁場(chǎng)有了更深的了解。英國(guó)物理學(xué)家提出，電和磁間有很大的關(guān)聯(lián)性，在通過(guò)多次科學(xué)實(shí)驗(yàn)之后，人們發(fā)現(xiàn)將磁棒導(dǎo)入到導(dǎo)體圈，那么就會(huì)有較強(qiáng)的電流產(chǎn)生，這也就說(shuō)明電與磁間兩者所具有的關(guān)聯(lián)性。由帶電物體所產(chǎn)生的一種物理場(chǎng)被稱為電磁場(chǎng)，它本身是屬于電磁學(xué)范疇。電磁場(chǎng)中所有帶電物體都可以感受到電磁場(chǎng)的強(qiáng)大力量，其應(yīng)用特點(diǎn)可用洛倫茲力定律來(lái)表述，從更具體角度來(lái)說(shuō)，電磁場(chǎng)是相互聯(lián)系、相互依存的電場(chǎng)、磁場(chǎng)的有機(jī)統(tǒng)一。伴隨時(shí)間的推移，電場(chǎng)在一定條件下會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，同樣，磁場(chǎng)一定條件下也會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，兩者之間互為因果關(guān)系。

1.2電磁波

1865年，麥克斯韋最早提出了電磁波的概念，但是直到1887年才被另一科學(xué)家赫茲證明電磁波是真實(shí)存在的。從科學(xué)的角度來(lái)分析，產(chǎn)生電磁波的基本前提首先是存在垂直和振蕩的電場(chǎng)和電磁場(chǎng)，空間當(dāng)中兩者是以波的形式移動(dòng)，然后物體產(chǎn)生電磁波并釋放電磁波。電磁波具體可以分為微波、無(wú)線電波等多種不同的類型，通常我們眼睛見(jiàn)到的光，就是電磁波延長(zhǎng)后產(chǎn)生的光。電磁波會(huì)有高頻、低頻之分，假如電磁波一段時(shí)間內(nèi)處于低頻振蕩階段，這時(shí)電與磁間的速度就會(huì)降低。反之，假如電磁波處于高頻振蕩階段，這時(shí)電與磁間的變化速率就會(huì)加快，產(chǎn)生較強(qiáng)的輻射作用。電磁輻射從實(shí)際來(lái)說(shuō)，假如物體溫度高于絕對(duì)零度，就會(huì)出現(xiàn)電磁輻射，在此情況下，輻射量與溫度關(guān)系屬于正相關(guān)關(guān)系。電磁波從本質(zhì)來(lái)講是一種能量，從科學(xué)的角度分析，很多物體都可以釋放電磁波，這是電磁場(chǎng)的一種運(yùn)動(dòng)形態(tài)。

2電磁場(chǎng)與電磁波在電子通信技術(shù)中的應(yīng)用

伴隨我國(guó)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，電子通信技術(shù)也已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展階段。當(dāng)前，多種不同電子產(chǎn)品對(duì)電磁波以及電磁場(chǎng)也有了較高的依賴性。現(xiàn)代化社會(huì)，電磁波具有更廣泛地應(yīng)用，例如手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)榷际浅浞掷昧穗姶挪ǖ膫鬏敼δ埽瑢?shí)現(xiàn)了互通連接，促進(jìn)了人們有效溝通。在通信行業(yè)發(fā)展過(guò)程中，各個(gè)信息的高速傳輸能夠體現(xiàn)出電磁波技術(shù)的重要應(yīng)用價(jià)值。例如，全球定位系統(tǒng)、多媒體傳輸系統(tǒng)等，都是在實(shí)際應(yīng)用電磁波技術(shù)，如此一來(lái)，實(shí)現(xiàn)通信技術(shù)的良好穩(wěn)定發(fā)展具有重要的作用。

2.1在微波通信技術(shù)中電磁場(chǎng)與電磁波的應(yīng)用

電磁場(chǎng)是電磁波運(yùn)行活動(dòng)的重要載體，同時(shí)微波也是電磁波最重要的組成部分，微波是無(wú)線電波中一個(gè)有限頻段的簡(jiǎn)稱，實(shí)際就是頻率處于300MHz~300GHZ之間的一種電磁波。當(dāng)前電磁場(chǎng)與電磁波在微波通信過(guò)程中具有十分重要的作用。一般來(lái)說(shuō)，微波的頻率高于無(wú)線電波，它具有較強(qiáng)的穿透、吸收功能，針對(duì)玻璃、瓷器等材料，微波幾乎能穿過(guò)可是不被吸收，所以微波通信主要是通過(guò)微波頻率對(duì)各類信息進(jìn)行加載，在空氣中以光速傳播，利用無(wú)線電波作用增加通信范圍。微波波長(zhǎng)受限以及空間傳輸損耗，所以當(dāng)其受到外部環(huán)境的影響作用后，就會(huì)出現(xiàn)傳播范圍受限，當(dāng)距離超過(guò)50公里時(shí)，就要設(shè)置中繼站來(lái)放大微波，所以微波通信只能依靠中繼技術(shù)進(jìn)行通信傳遞。微波中繼站的布設(shè)可以使微波通信技術(shù)傳輸范圍能夠更廣，就算處于幾千公里的距離也能進(jìn)行良好的通信。所以布設(shè)工作需要依據(jù)規(guī)范化施工標(biāo)準(zhǔn)操作，在布設(shè)時(shí)需要控制在50km距離范圍內(nèi)。但通常規(guī)模較大的一些通信系統(tǒng)在運(yùn)行當(dāng)中會(huì)需要更多中繼站來(lái)支持，此種狀況的出現(xiàn)容易對(duì)其應(yīng)用成果產(chǎn)生一定的影響[2]。

2.2在衛(wèi)星通信技術(shù)中電磁場(chǎng)與電磁波的應(yīng)用

使用電磁場(chǎng)技術(shù)開(kāi)發(fā)的雷達(dá)，已在二戰(zhàn)戰(zhàn)場(chǎng)中得到廣泛使用。伴隨研究工作的深入推進(jìn)，世界各國(guó)將通信衛(wèi)星的研究與開(kāi)發(fā)提上日程。電磁場(chǎng)技術(shù)和電磁波技術(shù)都可以提升衛(wèi)星通信的質(zhì)量，簡(jiǎn)而言之，就是電磁場(chǎng)技術(shù)和電磁波技術(shù)可以提高衛(wèi)星通信的質(zhì)量，有必要將電磁場(chǎng)和電波與衛(wèi)星通信結(jié)合起來(lái)。下面我們將衛(wèi)星通信的原理做如下闡述：以人造地球衛(wèi)星為中轉(zhuǎn)站，利用人造地球衛(wèi)星完成電磁信息的傳輸和轉(zhuǎn)換，以確保電磁信息能夠在不同通信衛(wèi)星間做無(wú)障礙傳輸。通過(guò)研究可知，當(dāng)前，各國(guó)設(shè)立通信衛(wèi)星站主要形式分為大氣通信站、地面通信站以及海洋通信站這三類。由于衛(wèi)星通信和微波信息之間的高度一致，所以，對(duì)應(yīng)于衛(wèi)星通信的中轉(zhuǎn)站也可以當(dāng)看作是微波信息的中轉(zhuǎn)站。除此之外，衛(wèi)星通信與微波通信之間的相似之處還包括：只有在中轉(zhuǎn)站的配合下，衛(wèi)星通信與微波通信才能實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸與轉(zhuǎn)換工作。在現(xiàn)階段，中國(guó)絕大多數(shù)居民都在使用同步衛(wèi)星。當(dāng)然，同步衛(wèi)星也與電磁場(chǎng)和電磁波技術(shù)密切相關(guān)。研究人員發(fā)現(xiàn)，衛(wèi)星通信技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展離不開(kāi)電磁場(chǎng)和電磁波的科學(xué)支持，衛(wèi)星通信可以充分體現(xiàn)出人造地球衛(wèi)星重要的應(yīng)用價(jià)值，并使其成為中繼站，進(jìn)行無(wú)線電波的發(fā)射與轉(zhuǎn)發(fā)。這一通信過(guò)程的開(kāi)展應(yīng)用需要在不同空間站中進(jìn)行。當(dāng)前地球空間站有好幾種類型，其中包含大氣通信站、海洋通信站、地面通信站等。通常情況下，可以將衛(wèi)星通信當(dāng)做微波頻率來(lái)運(yùn)用，并將通信衛(wèi)星當(dāng)作一種特殊的中繼站。利用實(shí)際探究發(fā)現(xiàn)，衛(wèi)星通信工程的頻段與微波具有較大的相似性。從當(dāng)前我國(guó)民用通信衛(wèi)星具體情況分析來(lái)看，由同步工作形式可以稱其為同步衛(wèi)星通信系統(tǒng)。從我們地球表面情況分析，天空中的這顆衛(wèi)星不運(yùn)動(dòng)，可以當(dāng)做是靜止衛(wèi)星。當(dāng)前世界許多國(guó)家都開(kāi)展投入到衛(wèi)星通信技術(shù)相關(guān)研究中，其中電磁場(chǎng)與電磁波是衛(wèi)星通信當(dāng)中最關(guān)鍵的技術(shù)，并其利用衛(wèi)星設(shè)立信息傳輸中轉(zhuǎn)站，可以對(duì)各種電磁信息傳遞、交換。

2.3在移動(dòng)通信技術(shù)中電磁場(chǎng)與電磁波的應(yīng)用

電磁場(chǎng)、電磁波應(yīng)用于電子通信中，移動(dòng)通信是最廣泛同時(shí)也是最主要的一種應(yīng)用形式，這主要是由于移動(dòng)通信行業(yè)與人們的生活具有緊密地聯(lián)系。研究人員圍繞移動(dòng)通訊進(jìn)行的研究最早能追溯到1920年，但是在我國(guó)，初期的移動(dòng)通信大規(guī)模應(yīng)用的時(shí)間是20世紀(jì)80年代。具體來(lái)分析，應(yīng)當(dāng)是在1987年構(gòu)建的模擬蜂窩移動(dòng)為基礎(chǔ)，創(chuàng)建的移動(dòng)電話系統(tǒng)，但數(shù)據(jù)信息的傳輸路徑，依舊是在模擬技術(shù)以及FDMA技術(shù)上，也就是人們常說(shuō)的多頻管理技術(shù)，在多頻技術(shù)基礎(chǔ)上人們通過(guò)深入研究，陸續(xù)產(chǎn)生了2G、3G技術(shù)。尤其伴隨世界3G技術(shù)的發(fā)展與不斷成熟完善，引領(lǐng)我國(guó)的移動(dòng)通信行業(yè)逐漸走向全新領(lǐng)域。因此，3G技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)是利用互聯(lián)網(wǎng)和高速移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)有機(jī)結(jié)合，因而從很大程度上提升了無(wú)限頻率的應(yīng)用。3G通信應(yīng)用技術(shù)與一代、二代相比，其技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用不但可以有較高的數(shù)據(jù)傳輸效率，同時(shí)還擁有較完善的服務(wù)體驗(yàn)。此外，三代通信訊號(hào)的本身的優(yōu)勢(shì)作用更明顯，不僅連接較為便捷，同時(shí)覆蓋范圍也更為廣泛。從一定角度來(lái)說(shuō)，3G技術(shù)的產(chǎn)生具有很大的優(yōu)勢(shì)，能真正實(shí)現(xiàn)社會(huì)不同領(lǐng)域?qū)νㄐ偶夹g(shù)的需求。伴隨社會(huì)的不斷前進(jìn)，不同行業(yè)領(lǐng)域?qū)涣餍问揭约敖涣餍枨蟮脑黾?，所以，就需要人們不斷加?qiáng)移動(dòng)通信系統(tǒng)的深入探究，不斷進(jìn)行升級(jí)完善就成為一件迫在眉睫的事情。當(dāng)前第四代移動(dòng)通信技術(shù)正是在這種環(huán)境下應(yīng)運(yùn)而生，并逐漸被人們所接受[3]。4G技術(shù)主要是以3G技術(shù)為重要基礎(chǔ)，進(jìn)行與寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，通過(guò)增強(qiáng)信號(hào)傳輸能力，從而使其性能得到了很大提升，和3G技術(shù)相比，第四代信息傳輸擁有了更快的速度，甚至還可以達(dá)到高約100MB/S。此外人們發(fā)現(xiàn)，4G新增的一些新功能還有傳輸效率的轉(zhuǎn)換，此項(xiàng)功能的出現(xiàn)，使人們的生活與工作發(fā)生了巨大的改變，帶給人們較大的便利。

3電子通信中干擾情況分析

我們知道很多的硬件設(shè)備都能對(duì)電子通信效果產(chǎn)生較大影響，當(dāng)通信技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)了通信故障，這時(shí)要全面分析電子通信設(shè)備當(dāng)中硬件的使用情況，其中較為常見(jiàn)的有傳輸媒介與設(shè)備故障問(wèn)題。技術(shù)管理人員首先要確定故障范圍，然后對(duì)通信故障進(jìn)行分析解決。在電子通信系統(tǒng)運(yùn)行當(dāng)中，利用WEP協(xié)議的相關(guān)配置機(jī)芯干擾效果最優(yōu)。這種協(xié)議也被稱為有線等效保密協(xié)議，可以進(jìn)行不同電子通信設(shè)備的數(shù)據(jù)加密管理，以免無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下通信設(shè)備中的有效數(shù)據(jù)信息被竊取。但同時(shí)從具體應(yīng)用情況我們也可以看出WEP協(xié)議還有很多的問(wèn)題，假如網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生了故障，電子通信設(shè)備也就不能利用相應(yīng)的服務(wù)器來(lái)獲取IP地址，從而造成網(wǎng)絡(luò)連接問(wèn)題。當(dāng)前在同一地區(qū)往往會(huì)采用不同無(wú)線通信設(shè)備，不同設(shè)備在實(shí)際當(dāng)中的應(yīng)用會(huì)產(chǎn)生很多的干擾和影響。假如干擾性過(guò)大，那么就會(huì)影響到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的穩(wěn)定性，造成電子通信工程出現(xiàn)不穩(wěn)定運(yùn)行情況。無(wú)線局域網(wǎng)在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用可以遭到外部環(huán)境的影響，引起信號(hào)傳輸功率和頻率受到很大干擾，對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸信號(hào)的穩(wěn)定造成間接影響。通過(guò)加強(qiáng)干擾源發(fā)射信號(hào)頻率的控制，能有效控制其各項(xiàng)干擾要素，然后利用調(diào)頻和擴(kuò)頻技術(shù)，對(duì)原來(lái)的發(fā)射信號(hào)加強(qiáng)不同頻的調(diào)節(jié)控制。針對(duì)各種干擾要素，需要合理利用有效控制措施。加強(qiáng)硬件干擾要素、發(fā)射信號(hào)頻率、設(shè)備故障等多個(gè)方面的有效控制[4]。

4結(jié)束語(yǔ)

在當(dāng)前社會(huì)快速發(fā)展過(guò)程中，對(duì)電子通信技術(shù)進(jìn)行深入探索研究，提高其應(yīng)用價(jià)值就顯得非常重要。在電子通信技術(shù)中，我們需要全面探索電磁波和電磁場(chǎng)，以確保其可以應(yīng)用于社會(huì)不同通信領(lǐng)域中，并能夠不斷促進(jìn)社會(huì)信息傳輸?shù)男实奶嵘，F(xiàn)代社會(huì)人們的生活與電子通信技術(shù)連接較為緊密，電子通信技術(shù)的全面發(fā)展，需要著眼于電磁場(chǎng)和電磁波的應(yīng)用研究。通過(guò)電磁場(chǎng)和電磁波多項(xiàng)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，同時(shí)加強(qiáng)原有工程技術(shù)的積極改造，從而在電子通信技術(shù)中充分發(fā)揮其應(yīng)用價(jià)值，促進(jìn)社會(huì)在多個(gè)領(lǐng)域的全面發(fā)展[5]。

參考文獻(xiàn)

[1]李國(guó)彬,周仿榮,黃然,楊恩,高梓瑞,李志偉,張國(guó)建.基于雷電監(jiān)測(cè)的高海拔地區(qū)電磁場(chǎng)信號(hào)傳播規(guī)律研究[J].云南電力技術(shù),2020,48(04):106-111.

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[5]慶毅.電磁場(chǎng)與電磁波在電子通信技術(shù)中的應(yīng)用研究[J].信息通信,2018(7):85-86.

作者：張朝瑋 單位：西安電子科技大學(xué)電子信息工程學(xué)院