無線電(射電):發展歷程,電磁波的發現,無線電的發明,無線電技術的傳播,原理簡介,

無線電是指在所有自由空間（包括空氣和真空）傳播的電磁波，是其中的一個有限頻帶，上限頻率在3THz（太赫茲），下限頻率較不統一，在各種射頻規範書，常見的有3KHz~3THz（ITU－國際電信聯盟規定），9KHz~3THz，10KHz~3THz。

基本介紹

中文名：無線電
外文名：Radio
類別：電磁波
套用：電子通訊

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發展歷程

電磁波的發現

英國科學家麥克斯韋在最早在他遞交給英國皇家學會的論文《電磁場的動力理論》中闡明了電磁波傳播的理論基礎。1864年，他在總結前人研究電磁現象的基礎上，建立了完整的電磁波理論。他斷定電磁波的存在，推導出電磁波與光具有同樣的傳播速度。1887年德國物理學家赫茲用實驗證實了電磁波的存在。之後，人們又進行了許多實驗，不僅證明光是一種電磁波，而且發現了更多形式的電磁波，它們的本質完全相同，只是波長和頻率有很大的差別。

海因里希·魯道夫·赫茲（Heinrich Rudolf Hertz）在1886年至1888年間首先通過試驗驗證了麥克斯韋的理論。他證明了無線電輻射具有波的所有特性，並發現電磁場方程可以用偏微分方程表達，通常稱為波動方程。

無線電的發明

無線電的發明人是美籍塞爾維亞裔科學家尼古拉·特斯拉。

1893年，尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）在美國密蘇里州聖路易斯首次公開展示了無線電通信。在為“費城富蘭克林學院”以及全國電燈協會做的報告中，他描述並演示了無線電通信的基本原理。他所製作的儀器包含電子管發明之前無線電系統的所有基本要素。尼古拉·特斯拉於1897年在美國獲得了無線電技術的專利。然而，美國專利局於1904年將其專利權撤銷，轉而授予馬可尼發明無線電的專利。這一舉動可能是受到馬可尼在美國的經濟後盾人物，包括托馬斯·愛迪生，安德魯·卡耐基影響的結果。

1901年12月，馬可尼利用自己改進的裝置在英格蘭和加拿大的紐芬蘭之間進行了橫跨大西洋的無線電通訊，傳輸距離達到了3500多公里。這一實驗的成功標誌著無線電的套用進入了全球互通的時代。從此無線電的發展真正步入了實際套用的階段，直到現在的網際網路社會，沒有無線電就沒有網際網路。

無線電技術的傳播

光緒二十三年四月一日（1897年5月2日）《時務報》第25冊刊出譯文《無線電報》，這是無線電報一詞在中國的最早出現。自此，拉開了無線電報經由期刊傳播的序幕。早期的無線電報技術傳播主要以綜合類期刊為主，多為介紹新鮮事物的文章，隨後才出現了介紹原理的科技類論文，其中不乏最新的技術及發明的篇目。隨著無線電報技術的發展，在期刊中傳播的內容也有所變化，出現了諸多法令性的文章。從晚清後期期刊中傳播的文章來看，已自成體系，為其今後專業期刊的出現以及學科建制的形成奠定了理論基礎。

原理簡介

無線電技術原理

無線電是一種空間內自由傳播的電磁波，無線電技術以導體中電流發生強弱變化時產生的無線電波作為載體，信息調製套用其中，承載著信息的電磁波在空間中進行傳輸，併到達無線電廣播終端設備，電波在這時發生了磁場變化，由於導體中有電流,需要使用解調方式將數據信息提取出來。

無線電頻率

無線電波含有迅速振動的磁場。振動的速度就是波的頻率，以赫茲(Hz)為單位。1赫茲等於每秒振動一下。一千赫(kHz)等於1000赫茲。不同頻率的波段用來發射各種不同的信息。

無線電頻帶

無線電按波長和頻率分

長波：波長>1000，頻率300KHz-30KHz

中波：波長100M-1000M,頻率300KHz-3000KHz

短波：波長100M-10M，頻率3MHz～30MHz

超短波：波長1M-10M，頻率30MHz-300MHz,亦稱甚高頻（VHF）波、米波

微波：波長1M-0.1MM,頻率300MHz-3THz

套用

無線電的最早套用於航海中，使用摩爾斯電報在船與陸地間傳遞信息。無線電有著多種套用形式，包括無線數據網，各種移動通信以及無線電廣播等。

以下是一些無線電技術的主要套用：

無線電廣播

無線電廣播通信技術是一項具有潛力的新型通信技術，這項技術的發展前景廣闊，無論是信息傳輸效率還是傳輸的穩定性都已經超越有線傳輸技術。多重優勢讓無線電廣播技術在我國廣泛套用，電磁干擾以及不同頻率的信號干擾會讓無線電廣播的信號傳輸受到阻礙，導致無線電廣播無法正常運行，必須從實際情況出發對其進行科學防範處理。

移動通信

移動通信是無線電技術套用規模最大的領域，我國公眾移動通信發展保持強勁勢頭。無線通信在現代通信中占據著極其重要的位置，幾乎任何領域都使用無線通信，包括有商業、氣象、金融、軍事、工業、民用等。

衛星產業

新技術的成熟和用戶需求的引領促進了衛星產業的加速創新發展。截至2018年年底，我國在軌同步軌道衛星56顆，非同步軌道衛星224顆，總計280顆，居世界第2位。無線電管理機構為我國衛星產業發展，提供了有效的頻率和軌道資源保障。

VOR系統通常用於飛行定位。它使用兩台發射機，一台指向性發射機始終發射並象燈塔的射燈一樣按照固定的速率旋轉。當指向型發射機朝向北方時，另一全向發射機會發射脈衝。飛機可以接收兩個VOR台的信號，從而通過推算兩個波束的交點確定其位置。

交通領域

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因為有了它，700多人得以從鐵達尼號上生還

在交通領域，無論公路交通、軌道交通還是水上交通，無線電技術的套用越來越深入。在公路交通方面，不停車收費、雷達交通流量監測、交通路況信息採集、GPs導航定位等，讓汽車行駛更加通暢。在軌道交通方面，列車無線調度、車號自動識別、鐵路安全監護、捷運運行控制等，保障著列車安全行駛。在水上交通方面，無線電通信、雷達導航、衛星定位等，是提高船舶航行效率、保障航海水上安全的重要手段。

氣象服務

氣象服務也離不開無線電技術的支持，氣象部門藉助無線電波實現氣象衛星遙測、遙感和信息傳遞。我國已建成了以氣象衛星為天基、無線電探空儀為空基和天氣雷達站等為地基的三維一體的綜合氣象監測業務體系，可以監測全球天氣變化、氣候變化、環境變化、水資源變化以及災害的發生。

各波段的套用

波段（頻段）	符號	波長範圍	頻率範圍	套用範圍
超長波（甚低頻）	VLF	100000-10000m	3-30kHz	海岸：潛艇通信海上導航
長波（低頻）	LF	10000-1000m	30-300kHz	大氣層內中等距離通信地下岩層通信海上導航
中波（中頻）	MF	1000-100m	300-3000kHz	廣播海上導航
短波（高頻）	HF	100-10m	3-30MHz	遠距離短波通信短波廣播
超短波（甚高頻）	VHF	10-1m	30-300MHz	電離層散射通信（30-60MHz）流星余跡通信（30-100MHz）人造電離層通信（30-144MHz）對大氣層內、外空間飛行體（飛機、飛彈、衛星）的通信對大氣層內電視、雷達、導航、
分米波（特高頻）	UHF	1-0.1m	300-3000MHz	對流層工散射通信（700-1000MHz）小容量（8-12路）微波接力通信（352-420MHz）中容量（120路）微波接力通信（1700-2400MHz）移動通信
厘米波（超高頻）	SHF	10-1cm	3-30GHz	大容量（2500路、6000路）微波接力通信（3600-4200MHz，5850-8500MHz）數字通信衛星通信波導通信
毫米波（極高頻）	EHF	10-1mm	30-3THz	穿入大氣層時的通信

未來展望

軟體無線電技術在無線電廣播中的套用十分廣泛，該技術是我國無線通信領域的重要組成部分，對我國現代通信產業的發展起著重要的推動作用。

我們可以將軟體無線電技術視為數字處理硬體技術與軟體技術的完美結合，其成本低、套用範圍廣的特點為我國商業無線電領悟開拓了巨大的市場；軟體無線電技術為我國無線通信事業的發展注入了源源不斷的動力，促使我國通信事業不斷創新，該技術在數字無線電廣播領域也發揮著重要作用；在技術層面對無線電廣播進行分析，其標準化、模組化的平台為通信的穩定提供了保證，利用該軟體來完成無線電工作頻段及數據格式的設定也大大提高了信號的靈敏度，及時升級的功能軟體和通信協定也提高了無線電廣播電台的使用效率。

無線電(自由空間傳播的電磁波)