電磁波在電子通信技術(shù)的應(yīng)用
時間:2022-06-09 02:55:58
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摘要:本文加強了對電磁場技術(shù)體積電磁波技術(shù)的深入研究,并對其具體應(yīng)用情況展開了分析討論。
關(guān)鍵詞:電磁場;電磁波;電子通信技術(shù)
在當(dāng)前信息時代,伴隨信息技術(shù)的飛速發(fā)展,社會生活也發(fā)生了很大的改變。在通信領(lǐng)域電磁場與電磁波的應(yīng)用越來越發(fā)揮重要作用,從而體現(xiàn)出信息傳遞的高效性。雖然電磁場與電磁波表面看似無形,但是卻通過信息傳遞的載體作用,不斷滲透應(yīng)用到人們的社會生活中。由于電磁場與電磁波在社會中具有廣泛的需求,所以導(dǎo)航、雷達、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[1]。
1電磁場與電磁波的概念
1.1電磁場
早期階段,電磁場這一說法是英國科學(xué)家首先提出來的,由于當(dāng)時具有的實驗設(shè)備不是很發(fā)達,因此也就沒有辦法對這一結(jié)論做進一步的說明。從18世紀(jì)以后,英國和法國科學(xué)家才通過多種不同的儀器設(shè)備對之前英國科學(xué)家提出的電磁現(xiàn)象做深入的研究,后來研究人員對電磁場有了更深的了解。英國物理學(xué)家提出,電和磁間有很大的關(guān)聯(lián)性,在通過多次科學(xué)實驗之后,人們發(fā)現(xiàn)將磁棒導(dǎo)入到導(dǎo)體圈,那么就會有較強的電流產(chǎn)生,這也就說明電與磁間兩者所具有的關(guān)聯(lián)性。由帶電物體所產(chǎn)生的一種物理場被稱為電磁場,它本身是屬于電磁學(xué)范疇。電磁場中所有帶電物體都可以感受到電磁場的強大力量,其應(yīng)用特點可用洛倫茲力定律來表述,從更具體角度來說,電磁場是相互聯(lián)系、相互依存的電場、磁場的有機統(tǒng)一。伴隨時間的推移,電場在一定條件下會產(chǎn)生磁場,同樣,磁場一定條件下也會產(chǎn)生電場,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存在的。從科學(xué)的角度來分析,產(chǎn)生電磁波的基本前提首先是存在垂直和振蕩的電場和電磁場,空間當(dāng)中兩者是以波的形式移動,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、無線電波等多種不同的類型,通常我們眼睛見到的光,就是電磁波延長后產(chǎn)生的光。電磁波會有高頻、低頻之分,假如電磁波一段時間內(nèi)處于低頻振蕩階段,這時電與磁間的速度就會降低。反之,假如電磁波處于高頻振蕩階段,這時電與磁間的變化速率就會加快,產(chǎn)生較強的輻射作用。電磁輻射從實際來說,假如物體溫度高于絕對零度,就會出現(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,這是電磁場的一種運動形態(tài)。
2電磁場與電磁波在電子通信技術(shù)中的應(yīng)用
伴隨我國信息技術(shù)的飛速發(fā)展,電子通信技術(shù)也已經(jīng)進入了一個全新的發(fā)展階段。當(dāng)前,多種不同電子產(chǎn)品對電磁波以及電磁場也有了較高的依賴性?,F(xiàn)代化社會,電磁波具有更廣泛地應(yīng)用,例如手機、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)榷际浅浞掷昧穗姶挪ǖ膫鬏敼δ?,實現(xiàn)了互通連接,促進了人們有效溝通。在通信行業(yè)發(fā)展過程中,各個信息的高速傳輸能夠體現(xiàn)出電磁波技術(shù)的重要應(yīng)用價值。例如,全球定位系統(tǒng)、多媒體傳輸系統(tǒng)等,都是在實際應(yīng)用電磁波技術(shù),如此一來,實現(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)中電磁場與電磁波的應(yīng)用
電磁場是電磁波運行活動的重要載體,同時微波也是電磁波最重要的組成部分,微波是無線電波中一個有限頻段的簡稱,實際就是頻率處于300MHz~300GHZ之間的一種電磁波。當(dāng)前電磁場與電磁波在微波通信過程中具有十分重要的作用。一般來說,微波的頻率高于無線電波,它具有較強的穿透、吸收功能,針對玻璃、瓷器等材料,微波幾乎能穿過可是不被吸收,所以微波通信主要是通過微波頻率對各類信息進行加載,在空氣中以光速傳播,利用無線電波作用增加通信范圍。微波波長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,就會出現(xiàn)傳播范圍受限,當(dāng)距離超過50公里時,就要設(shè)置中繼站來放大微波,所以微波通信只能依靠中繼技術(shù)進行通信傳遞。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)在運行當(dāng)中會需要更多中繼站來支持,此種狀況的出現(xiàn)容易對其應(yīng)用成果產(chǎn)生一定的影響[2]。
2.2在衛(wèi)星通信技術(shù)中電磁場與電磁波的應(yīng)用
使用電磁場技術(shù)開發(fā)的雷達,已在二戰(zhàn)戰(zhàn)場中得到廣泛使用。伴隨研究工作的深入推進,世界各國將通信衛(wèi)星的研究與開發(fā)提上日程。電磁場技術(shù)和電磁波技術(shù)都可以提升衛(wèi)星通信的質(zhì)量,簡而言之,就是電磁場技術(shù)和電磁波技術(shù)可以提高衛(wèi)星通信的質(zhì)量,有必要將電磁場和電波與衛(wèi)星通信結(jié)合起來。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)星間做無障礙傳輸。通過研究可知,當(dāng)前,各國設(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現(xiàn)信號的傳輸與轉(zhuǎn)換工作。在現(xiàn)階段,中國絕大多數(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)展離不開電磁場和電磁波的科學(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)用價值,并使其成為中繼站,進行無線電波的發(fā)射與轉(zhuǎn)發(fā)。這一通信過程的開展應(yīng)用需要在不同空間站中進行。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)做微波頻率來運用,并將通信衛(wèi)星當(dāng)作一種特殊的中繼站。利用實際探究發(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)前我國民用通信衛(wèi)星具體情況分析來看,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)星不運動,可以當(dāng)做是靜止衛(wèi)星。當(dāng)前世界許多國家都開展投入到衛(wèi)星通信技術(shù)相關(guān)研究中,其中電磁場與電磁波是衛(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,可以對各種電磁信息傳遞、交換。
2.3在移動通信技術(shù)中電磁場與電磁波的應(yīng)用
電磁場、電磁波應(yīng)用于電子通信中,移動通信是最廣泛同時也是最主要的一種應(yīng)用形式,這主要是由于移動通信行業(yè)與人們的生活具有緊密地聯(lián)系。研究人員圍繞移動通訊進行的研究最早能追溯到1920年,但是在我國,初期的移動通信大規(guī)模應(yīng)用的時間是20世紀(jì)80年代。具體來分析,應(yīng)當(dāng)是在1987年構(gòu)建的模擬蜂窩移動為基礎(chǔ),創(chuàng)建的移動電話系統(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,也就是人們常說的多頻管理技術(shù),在多頻技術(shù)基礎(chǔ)上人們通過深入研究,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)我國的移動通信行業(yè)逐漸走向全新領(lǐng)域。因此,3G技術(shù)的主要優(yōu)勢是利用互聯(lián)網(wǎng)和高速移動網(wǎng)絡(luò)有機結(jié)合,因而從很大程度上提升了無限頻率的應(yīng)用。3G通信應(yīng)用技術(shù)與一代、二代相比,其技術(shù)在實際中的應(yīng)用不但可以有較高的數(shù)據(jù)傳輸效率,同時還擁有較完善的服務(wù)體驗。此外,三代通信訊號的本身的優(yōu)勢作用更明顯,不僅連接較為便捷,同時覆蓋范圍也更為廣泛。從一定角度來說,3G技術(shù)的產(chǎn)生具有很大的優(yōu)勢,能真正實現(xiàn)社會不同領(lǐng)域?qū)νㄐ偶夹g(shù)的需求。伴隨社會的不斷前進,不同行業(yè)領(lǐng)域?qū)涣餍问揭约敖涣餍枨蟮脑黾?,所以,就需要人們不斷加強移動通信系統(tǒng)的深入探究,不斷進行升級完善就成為一件迫在眉睫的事情。當(dāng)前第四代移動通信技術(shù)正是在這種環(huán)境下應(yīng)運而生,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),進行與寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的有機結(jié)合,通過增強信號傳輸能力,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)備都能對電子通信效果產(chǎn)生較大影響,當(dāng)通信技術(shù)在實際應(yīng)用中出現(xiàn)了通信故障,這時要全面分析電子通信設(shè)備當(dāng)中硬件的使用情況,其中較為常見的有傳輸媒介與設(shè)備故障問題。技術(shù)管理人員首先要確定故障范圍,然后對通信故障進行分析解決。在電子通信系統(tǒng)運行當(dāng)中,利用WEP協(xié)議的相關(guān)配置機芯干擾效果最優(yōu)。這種協(xié)議也被稱為有線等效保密協(xié)議,可以進行不同電子通信設(shè)備的數(shù)據(jù)加密管理,以免無線網(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)器來獲取IP地址,從而造成網(wǎng)絡(luò)連接問題。當(dāng)前在同一地區(qū)往往會采用不同無線通信設(shè)備,不同設(shè)備在實際當(dāng)中的應(yīng)用會產(chǎn)生很多的干擾和影響。假如干擾性過大,那么就會影響到無線網(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)定運行情況。無線局域網(wǎng)在現(xiàn)實中的應(yīng)用可以遭到外部環(huán)境的影響,引起信號傳輸功率和頻率受到很大干擾,對網(wǎng)絡(luò)傳輸信號的穩(wěn)定造成間接影響。通過加強干擾源發(fā)射信號頻率的控制,能有效控制其各項干擾要素,然后利用調(diào)頻和擴頻技術(shù),對原來的發(fā)射信號加強不同頻的調(diào)節(jié)控制。針對各種干擾要素,需要合理利用有效控制措施。加強硬件干擾要素、發(fā)射信號頻率、設(shè)備故障等多個方面的有效控制[4]。
4結(jié)束語
在當(dāng)前社會快速發(fā)展過程中,對電子通信技術(shù)進行深入探索研究,提高其應(yīng)用價值就顯得非常重要。在電子通信技術(shù)中,我們需要全面探索電磁波和電磁場,以確保其可以應(yīng)用于社會不同通信領(lǐng)域中,并能夠不斷促進社會信息傳輸?shù)男实奶嵘,F(xiàn)代社會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,需要著眼于電磁場和電磁波的應(yīng)用研究。通過電磁場和電磁波多項技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展,同時加強原有工程技術(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)用價值,促進社會在多個領(lǐng)域的全面發(fā)展[5]。
參考文獻
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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
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