無線電通信

無線電通信（radio communications）是將需要傳送的聲音、文字、數據、圖像等電信號調製在無線電波上經空間和地面傳至對方的通信方式，利用無線電磁波在空間傳輸信息的通信方式。

基本介紹

• 中文名：無線電通信
• 外文名：radiocommunications
• 解釋：電通信
• 相對：有線電通信
• 缺點：保密性差
• 套用學科：通信
• 特點：不受通信距離限制

簡介

利用“電”來傳遞訊息的通信方式稱為電通信，電通信一般可分為兩大類：一類稱為有線電通信，一類稱為無線電通信。利用無線電波傳輸信息的通信方式即稱為無線電通信，它能傳輸聲音、文字、數據和圖像等。與有線電通信相比，不需要架設傳輸線路，不受通信距離限制，機動性好，建立迅速；但傳輸質量不穩定，信號易受干擾或易被截獲，易受自然因素影響，保密性差。

起源

1873年,英國物理學家J.C.麥克斯韋在其《電學和磁學論》一書中，總結和發展了19世紀前期對電磁現象的研究成果，從理論上證明了電磁過程在空間是以相當於光的速度傳播的，光的本質是電磁波，從而建立了電磁理論。1887年德國物理學家H.R.赫茲在實驗中發現了電磁波，驗證了麥克斯韋的電磁理論。電磁理論的建立和電磁波的發現，為無線電通信的產生創造了條件。1895年俄國物理學家A.C.波波夫和義大利物理學家G.馬可尼，分別成功地進行了無線電通信試驗。

無線電通信的發明者

在英國，人們把麥克斯韋奉為無線電的開創人，認為他最先指出電磁波的存在。

在美國，有人認為德福雷斯特是無線電之父，因為他發明了三極體，而三極體是無線電通信器材的心臟。

在俄國，只承認波波夫是無線電通信的創始人。

在克羅地亞及所有了解尼古拉·特斯拉的人都承認特斯拉才是無線電之父。

在西方科學家的眼中，義大利人馬可尼是無線電通信的發明人，他因此獲得諾貝爾物理獎。

在德國，人們認為赫茲才是無線電的開創者，因為他最早證明了電磁波的存在。電磁波的振動頻率的單位，就是以他的姓命名的。

到底是誰發明了無線電通信呢？可以這么認為，無線電的發明是眾多科學家共同研究的成果，也是歷史發展的產物。

無線電通信相關

無線電通信的最大魅力在於，藉助無線電波具有的波動傳遞信息的功能，人們可以省去敷設導線的麻煩，實現更加自由、更加快捷、無障礙的信息交流和溝通。從無線電波的特性來看，如同光波一樣，無線電波可以反射、折射、繞射和散射傳播。由於電波特性不同，有些電波能夠在地球表面傳播，有些能夠在空間直線傳播，有些能夠從大氣層上空反射傳播，有些電波甚至能穿透大氣層，飛向遙遠的宇宙空間。

無線電通信所用的頻率（波長），分為12個頻段（波段），見表1。

圖1 無線電通信頻率頻段表

根據頻率和波長的差異，無線電通信大致可分為長波通信、中波通信、短波通信、超短波通信和微波通信。

長波通信

長波通信(3kHz ～ 30kHz)。長波主要沿地球表面進行傳播（又稱地波），也可在地面與電離層之間形成的波導中傳播，傳播距離可達幾千公里甚至上萬公里。長波能穿透海水和土壤，因此多用於海上、水下、地下的通信與導航業務。

中波通信

中波通信(30kHz ～ 3MHz)。中波在白天主要依靠地面傳播，夜間可由電離層反射傳播。中波通信主要用於廣播和導航業務。

短波通信

短波通信（3MHz ～ 30MHz）。短波主要靠電離層發射的天波傳播，可經電離層一次或幾次反射，傳播距離可達幾千公里甚至上萬公里。短波通信適用於應急、抗災通信和遠距離越洋通信。

超短波通信

超短波通信（30MHz ～ 300MHz）。超短波對電離層的穿透力強，主要以直線視距方式傳播，比短波天波傳播方式穩定性高，受季節和晝夜變化的影響小。由於頻帶較寬，超短波通信被廣泛套用於傳送電視、調頻廣播、雷達、導航、移動通信等業務。

微波通信

微波通信（300MHz ～ 300GHz）。微波主要是以直線視距傳播，但受地形、地物以及雨雪霧影響大。其傳播性能穩定，傳輸頻寬更寬，地面傳播距離一般在幾十公里。能穿透電離層，對空傳播可達數萬公里。微波通信主要用於幹線或支線無線通信、移動通信和衛星通信。

無線電業務

分類經過百餘年的不斷發展，各種新的無線電業務不斷湧現，無線電業務的種類日益增多。依據國際電聯《無線電規則》，《中華人民共和國頻率劃分規定》共定義了43 項無線電業務。這些業務分別是：

無線電通信業務、固定業務、衛星固定業務、航空固定業務、衛星間業務、空間操作業務、移動業務、衛星移動業務、陸地移動業務、衛星陸地移動業務、水上移動業務、衛星水上移動業務、港口操作業務、船舶移動業務、航空移動業務、航空移動業務（航線內）、航空移動業務（航線外）、衛星航空移動業務、衛星航空移動業務（航線內）、衛星航空移動業務（航線外）、廣播業務、衛星廣播業務、無線電測定業務、衛星無線電測定業務、無線電導航業務、衛星無線電導航業務、水上無線電導航業務、衛星水上無線電導航業務、航空無線電導航業務、衛星航空無線電導航業務、無線電定位業務、衛星無線電定位業務、氣象輔助業務、衛星地球探測業務、衛星氣象業務、標準頻率和時間信號業務、衛星標準頻率和時間信號業務、空間研究業務、業餘業務、衛星業餘業務、射電天文業務、安全業務、特殊業務。

無線電通信發展史

無線通信與天然磁石（約前240-1590）

也許在西方還沒有創造出上帝這個人物的時候，勤勞聰慧的中國人便已經開始享受上蒼所賜予的萬物世界了。公元前246年，人類歷史上最為雄偉壯觀的建築——長城，出現在古代的中國版圖上。而作為信息傳遞的代表建築——烽火台，第一次將人類帶上了無線通信的發展道路，藉以光和狼煙的形式，傳遞給不斷尋求文明進步的人們。烽火台已經失去了快速傳遞戰報的作用，而成為了古代文明發展的里程碑和見證者。

烽火台與狼煙

天然磁石的發現，也成為了那個時代同樣具有深刻影響力的閃光點。據戰國末期成書的《管子》和《呂氏春秋》記載，我們的祖先在公元前兩百多年就發現了具有吸引鐵器這種神奇特性的石頭，並把它進行加工，製成了可以指明方向的奇異勺子——司南。這也是歷史上有記載以來，人類第一次接觸磁這種看不見摸不著卻又十分神奇管用的事物。後來，司南被我們的古代使節帶到了歐洲，啟發了歐洲人用它來指引航海。我們甚至可以認為，無線通信和天然磁的鼻祖，就是我們勤勞智慧的中國人。

司南

靜電的發現（1591-1776）

歷史不會總是眷顧先來者，生活在歐洲大陸上的人們在司南的基礎上，對磁石開始了更為深入的探索，而超越了中國人將其停留在指南針的認識上。後來居上這個詞也許就是這么創造出來的吧。當16世紀末的中國人正忙於參戰保衛被日本侵略的朝鮮王國時，歐洲人已經拿起了科學的武器，開始了一場史無前列的新征程。

吉爾伯特(1540-1605)

16世紀末，一位拿著手術刀的英國醫生吉爾伯特（威廉·吉爾伯特，William Gilbert，1540～1605），對物理學產生了濃厚的興趣，並一發不可收拾地對磁石和靜電開始了研究。他把所有的空閒時間都泡在了實驗室里，不斷拿著各種顏色的石頭以及鐵片貼來貼去，觀察出了很多有意思的現象。最令他興奮的是，經過相互摩擦的紅色瑪瑙，竟然可以將小小的紙片吸引起來，讓紙片暫時擺脫了地球的吸引，而避免了蘋果砸中牛頓腦袋的悲慘命運。這簡直太奇妙了！

《論磁》封面

他將這些現象寫成了名著《論磁》，並於1600年在倫敦出版。在他看來，電就是人為摩擦物質產生的靜電吸引，而磁則是上帝賜予的靈物，是自然物質的天然吸引。因而他斷言，電與磁是兩種截然不同的現象，沒有什麼一致性。

他的這一論斷影響了當時的很多科學家，一直到18世紀末期，才有所改觀。在這些受他影響的科學家中，不得不提到的就是電磁學的奠基人，法國人庫侖。

電磁力學的紐帶（1777-1781）

1777年，還是工程師的庫侖（夏爾·奧古斯丁·德·庫侖，Charles Augustin de Coulomb，1736 ～1806）先生應法國科學院的懸賞，提出了在細小繩索上懸掛磁針進行指南的方法，以解決航海家們在海上航行時航海指南針指向不準的問題。庫侖先生的大腦進行了快速的運轉，一個閃念划過眼前。他把一根細如髮絲的線一端系在了天花板樑上，另一端則是小磁針。他又拿來了另一個小磁棒，以及可以摩擦出靜電的小電棒，在懸掛的小磁針面前輕輕地擺動。這一擺，就擺出了扭秤，也擺出了測量靜電力與磁力的實驗驗證方法。浪漫的庫侖難以抑制內心的激動，把發現靜電力和磁力之間關係的偉大發現寫在了紙上，並在1785年推導出了以他本人名字命名的著名電磁學定量定律——庫侖定律。

庫侖(1736-1806)

庫侖定律的發現在電磁學發展歷史上具有里程碑一般的作用，它把人們一直以來當作“魔力棒”的磁石以定量計算的眼光重新進行了衡量，將電磁學的研究從定性上升到了定量的科學層次上。

這一定律的發現，仍然沒有推翻前人的推斷。庫侖曾經說，電與磁是兩種完全不同的實體，它們不可能相互作用或轉化。但是這一推卻將電和磁這兩種“完全不同”的事物通過力學建立了並不緊密的聯繫。

在吉爾伯特先生到工程師庫侖啟動電磁學基礎研究的這一百七十多年中，中國已經完成了從明朝到清朝的更迭。明朝末期西方傳教士的歪打正著，激發了中國知識分子對於科學的極大關注和學習。作為科學基礎和潛在動力的中國哲學思想，在當時遠遠領先於其他國家，幾乎領先超前了西方約兩百年左右的時間，無論唯物主義，唯心主義都是如此。中國的傳統科學，已經開始經歷自我革新的過程，展現出前所未有的活力。而且由於知識分子遍及全國上下對科學的熱情高漲，對西方先進技術的極力引進，中國的科學正在呈現出揚長補短的振奮現狀，大有超越西方科技水平的趨勢。

在這一關鍵的化蛹為蝶階段，明朝的中國卻遇上滿清這個尚處於野蠻的奴隸制階段政權的侵略。科學文明進化的社會孕育過程被人為終止了。這不能不說是我們這個民族的悲哀。而清朝不重視自然科學發展、不吸納先進技術的觀念，最終導致了清王朝的覆滅。中國失去了一次非常寶貴的機會，西方卻在18世紀中後期出現了盧梭、伏爾泰、孟德斯鳩這三位偉大的啟蒙思想家，促使著西方科學進一步超越自我，將古老的東方文明遠遠甩在了後方。

電生磁的奠基（1782-1820）

我們再回到科技活躍的西方世界。自庫侖發現了那個定律以後，安培和畢奧等物理學家也認為電和磁不會有任何聯繫。這樣的認識在18世紀的中期仍然是非常普遍的。然而，機會總是眷顧有準備的人。來自丹麥的奧斯特（漢斯·克里斯蒂安·奧斯特，Hans Christian Oersted，1777～1851）先生藉助了特殊的丘比特之箭，將電與磁這對秘密戀人的心射在了一起。
奧斯特是一位多才多能的科學家，物理學、化學和哲學都是他的最愛。也正因為如此，在他的腦海中，科學的研究總是因為哲學的啟迪而更加深入和堅定。受康德哲學與謝林的自然哲學的深刻影響，他一直堅信自然力是可以相互轉化的，並通過他的第六感沒有放棄對電與磁關係的試驗研究。

奧斯特(1777-1851)

不知道那時他是否知道中國的諺語：“只要功夫深，鐵杵磨成針”，但卻取得了無線電發展過程中歷史性突破的成功。奧斯特在實驗室里究竟磨沒磨鐵杵也許已經無法考證，但是他卻真的因為一根針而成就了自己，也成就了電與磁。

1820年的4月，在一次科學講座即將結束之際，奧斯特抱著試試看的心情做了一次電流磁效應的實驗。他把一條非常細的鉑導線放在一根用玻璃罩罩著的小磁針上方，接通電源的瞬間，發現磁針跳動了一下。這一跳，使有心的奧斯特喜出望外，竟激動得在講台上摔了一跤。他並不知道，那一刻他已經成為了一個科學的媒人，通過小磁針做成的丘比特箭將電與磁這對陌生男女緊密地聯繫在了一起。

奧斯特電磁效應實驗

但是在那次實驗中，磁針偏轉角度太小了，而且又很不規則，這一跳並沒有引起聽眾注意。自那天以後，細心的奧斯特花了三個月，做了許多次實驗，發現磁針在電流周圍都會偏轉。在導線的上方和導線的下方，磁針偏轉方向相反。在導體和磁針之間放置非磁性物質，比如木頭、玻璃、水、松香等，卻不會影響磁針的偏轉。1820年7月21日，奧斯特把這一系列的實驗結果寫成名為《論磁針的電流撞擊實驗》的論文，正式向學術界宣告他發現了電流磁效應。至此，電與磁的秘密關係通過實驗的方法被揭示出來。

奧斯特的研究，促使電磁的秘密被形象地揭示出來。他的科學成就，卻沒有觸動東方的中國。論文發表後的37天，中國的道光皇帝即位了。已經落寞的清朝在當年的國民生產總值居然還是整個歐洲的1.22倍，卻仍然不能避免20年後被西方各國列強侵略的命運。好了，讓我們去回顧點讓人開心的事情，看看電磁學說的創立吧。

磁生電的創立者（1821－1855）

下一位出場的是來自英國的法拉第（麥可·法拉第，Michael Faraday，1791-1867）先生。法拉第自幼家境貧寒，沒有受過系統正規的教育，但卻十分刻苦學習。特別是1810年2月到1812年的4月間，他在十六次自然哲學與科學講座的薰陶下，燃起了進行科學研究的願望。

法拉第(1791-1867)

1821年在讀過奧斯特關於電流磁效應的論文後，法拉第被這一新興的學科領域深深吸引，並在不久的實驗中取得了一個重大的科學成果──發現通電流的導線能繞磁鐵旋轉。從此，他躋身著名電學家的行列。通過奧斯特實驗，他認為電與磁是一對和諧的對稱現象。既然電能生磁，他堅信磁亦能生電。經過10年探索，歷經多次失敗後，1831年8月26日奧斯特終於獲得了成功。這次實驗因為是用伏打電池在給一組像彈簧一樣纏繞的金屬線圈通電（或斷電）的瞬間，在另一組線圈獲得的感生電流，他稱之為“伏打電感應”。同年10月17日，法拉第完成了在磁體與閉合線圈相對運動時在閉合線圈中激發電流的實驗，他稱之為“磁電感應”。經過大量實驗後，他終於實現了“磁生電”的夙願，宣告了電氣時代的到來。

與此同時，法拉第的腦海中已經孕育著電磁波的存在以及光是一種電磁振動的傑出思想，儘管還帶有一定的模糊性。為解釋電磁感應現象，他對比電力線的畫法，提出 “磁感線”這一新概念，形象地對磁的作用方向進行了描述。同時他對當時盛行的超距作用說產生了強烈的懷疑：“一個物體可以穿過真空超距地作用於另一個物體，不要任何一種東西的中間參與，就把作用和力從一個物體傳遞到另一個物體，這種說法對我來說，尤其荒謬。凡是在哲學方面有思考能力的人，決不會陷人這種謬論之中”。

1833年，他總結了前人與自己的大量研究成果，證實當時所知摩擦電、伏打電、電磁感應電、溫差電和動物電等五種不同來源的電，其實是電家族的五個小兄弟。4年後的1837年，他又發現電介質對靜電過程的影響，提出了以近距“鄰接”作用為基礎的靜電感應理論。不久以後，他又進一步發現了抗磁性這一新現象。在這些研究工作的基礎上，法拉第形成了“電和磁作用通過中間介質、從一個物體傳到另一個物體的思想。”於是，介質成了“場”的場所，而他也正式將“場”這一具有歷史性的概念創立出來。

開創歷史的不僅僅是法拉第，還有生他養他的那片土地。1840年，當電磁場的概念已經被人們接受的時候，西方各國也終於撬開了東方古國的大門，送進來的不是科學技術，卻是火炮洋槍。他們送給了中國人另外一個“場”——戰場。有人說，那時的中國注定了要被侵略，因為拋棄了科學的發展，自然要承載著愚昧所換來的巨大代價。還好，中國人終於開始明白了，依靠科學，才能讓這個民族真正強大起來。而電磁學的發展，因為法拉第這位帥才而進入了新的歷史高度。

正如阿爾伯特·愛因斯坦所說，引入場的概念，是法拉第的最富有獨創性的思想，是艾薩克·牛頓以來最重要的發現。牛頓及其他學者的空間，被視作物體與電荷的容器；而法拉第的空間，是現象的容器，它參與了現象。所以我們說法拉第是電磁場學說的創始人。

電磁波來了（1855-1888）

法拉第如浩瀚宇宙般深邃的物理思想，強烈地吸引了同在英國的一位年輕人——來自英國蘇格蘭愛丁堡的麥克斯韋（詹姆斯·克拉克·麥克斯韋，James Clerk Maxwell，1831～1879）。麥克斯韋認為，法拉第的電磁場理論比當時流行的超距作用電動力學更為合理，他抱著用嚴格的數學語言來描述法拉第理論的決心闖入了電磁學領域，並成為繼法拉第之後集電磁學大成的偉大科學家。

麥克斯韋(1831-1879)

麥克斯韋於1855年左右開始研究電磁學。在潛心研究了法拉第關於電磁學方面的新理論和思想之後，他堅信法拉第的新理論包含著真理。他在前人成就的基礎上，對整個電磁現象作了系統、全面的研究，憑藉他高深的數學造詣和豐富的想像力接連發表了電磁場理論的三篇論文：《論法拉第的力線》（On Faraday’s Lines of Force，1855年12 月）；《論物理的力線》（On Physical Lines of Force，1862年）；《電磁場的動力學理論》（A dynamical theory of the electromagnetic field，1864年12月8日）。這三篇重要的論文對前人和他自己的工作進行了綜合概括，將電磁場理論用簡潔、對稱、完美的數學形式表示出來，經後人整理和改寫，成為經典電動力學主要基礎——麥克斯韋方程組。據此，1865年他預言了電磁波的存在。麥克斯韋經過理論推演，認為電磁波只可能是橫向傳導波，並計算了電磁波的傳播速度等於光速。同時，他的靈感促使自己得出一個重要結論：光是電磁波的一種形式。這揭示了光現象和電磁現象之間的聯繫。麥克斯韋將這些理論的論證和推導結論整理成冊，於1873年出版了科學名著《電磁學通論》（Treatise on electricity and magnetism），系統、全面、完美地闡述了電磁場理論。這一理論成為經典物理學的重要支柱之一。

《電磁場的動力學理論》封面

這一名著後來被傳到了德國，深深打動了一位德國物理學家的心。他就是赫茲（海因里希·魯道夫·赫茲，Heinrich Rudolf Hertz，1857-1894）。赫茲在柏林大學學習物理時，受赫爾姆霍茲的鼓勵研究麥克斯韋電磁理論。當時德國物理界深信韋伯的電力與磁力可瞬時傳送的理論，因此赫茲就決定以實驗來證實韋伯與麥克斯韋理論誰的正確。1888年，赫茲的實驗成功了，驗證了電磁波的存在。而麥克斯韋理論也因此獲得了無上的光彩。

赫茲(1857-1894)

赫茲在實驗時曾指出，電磁波可以被反射、折射和如同可見光、熱波一樣的被偏振。通過實驗計算，他發現電磁波的傳播速度與光速相同，從而全面驗證了麥克斯韋的電磁理論的正確性。

1888年1月，赫茲將這些成果總結在《論動電效應的傳播速度》（On the electric effect of the propagation velocity of moving）一文中。赫茲實驗公布後，轟動了全世界的科學界。由法拉第開創，麥克斯韋總結的電磁理論，至此才取得決定性的勝利。而無線電波也因此被命名為赫茲波。

1888年，成為了近代科學史上的一座里程碑。赫茲的發現具有劃時代的意義，它不僅證實了麥克斯韋發現的真理，更重要的是開創了無線電電子技術的新紀元。從中國人的眼界來看，這一年也是非常具有歷史意義的。無線電，1888，要發！發！發！

無線電的啟航（1889-1896）

1889年，在一次著名的演說中，赫茲明確地指出，光是一種電磁現象。至此，無線電這個概念也逐漸走入了科學研究的視野，他的發現繼而被套用於人類無線電事業的開拓。而這一次，上帝將他的手撫摸到了三個國家——美國、義大利和俄國，後來者居上再一次印證了中國古老的訓言。

波波夫

1893年，克羅地亞尼科拉·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。而具有歷史意義的無線電發射，卻是由俄國科學家波波夫和義大利的馬可尼完成的。

1888年，赫茲的發現激發了俄國科學家波波夫（亞歷山大·斯塔帕諾維奇·波波夫，Александр　Степанович　Πопов，1859~1906）的研究興趣。1889年，他多次重複了赫茲的實驗，並提出“電磁波可以用來向遠處傳送信號”。1894年，波波夫改進了赫茲的實驗裝置，利用撒了金屬粉末的檢波器，通過架在高空的導線，記錄了大氣中的放電現象。這是世界上第一台無線電接收機。1895年5月7日，波波夫在俄國的物理學部年會上表演了他創造的這個“雷暴指示器”。

一年後即1896年3月24日，波波夫又在彼得堡大學兩幢相距250米的大樓之間表演了無線電通信，他和助手進行了一次正式的無線電傳遞莫爾斯電碼的表演。波波夫把接收機安放在物理學會會議大廳內，他的助手把發射機安裝在森林學院內。時間一到，助手沉著地把信號發射出去，波波夫這邊的接收機清晰地收到信號。此時俄羅斯物理學會分會長把接收到的字母一個個地寫在黑板上。最後，黑板上出現一行字母：“海因里希·赫茲”。這是世界上的第一份無線電報，內容是紀念赫茲這位電磁波發現者。

下面我們介紹另一位偉大的人物——馬可尼（古列爾莫·馬可尼，Guglielmo Marconi，1874~1937）。馬可尼出生在義大利博洛尼亞市的一個中產階級家庭。由於他的家庭十分富裕，因此他的父母專門請了家庭教師指導他學習。
馬可尼對物理和電磁學有著極強的興趣。1894年，也就是赫茲去世的那年，馬可尼剛滿20歲，他在電氣雜誌上讀到了赫茲的實驗和洛奇的報告。從小就喜歡擺弄線圈、電鈴的他，便一頭鑽進了對電磁波的研究中。在他看來，既然赫茲能在幾米外測出電磁波，那么只要有足夠靈敏的電波檢測裝置——檢波器，也一定能在更遠的地方測出電磁波。經過多次的失敗，他終於邁出了可喜的第一步。

馬可尼(1874-1937)

他在家中的樓上安裝了發射電波的裝置，樓下放置了檢波器，並讓檢波器與電鈴相接。他在樓上一接通電源，電磁波便穿過了檢波器，讓樓下的電鈴迅速響了起來。晚上，當他的父親看到了這個新奇的裝置，把以前憋在肚子裡的火氣和不滿都拋到九霄雲外，再也不叫他“不切實際的空想家”了。自此，他的父親開始給兒子經濟資助，讓他一心搞實驗。

馬可尼初次體會到勝利的喜悅後，信心增強了。他大量收集資料和文章，無論這些文章的作者是有名氣的還是無名氣的，只要對他有用，有所啟發的文章，他都耐心閱讀，仔細分析。他把各家的缺點分析清楚，把各人的長處集合起來，改進自己的寶貝機器。

第二年（1895年）夏天，馬可尼又完成了一次非常成功的實驗。到了秋天，實驗又獲得很大的進步。他把一隻煤油桶展開，變成一塊大鐵板，作為發射的天線。把接收機的天線高掛在一棵大樹上，用以增加接收信號的靈敏程度。他還發現金屬碎屑可以通過一個裝置牢牢抓住空中的無線電信號，因此還改進了洛奇的金屬粉末檢波器，使它更加卓越。馬可尼在玻璃管中加入少量的銀粉，與鎳粉混合，再把玻璃管中的空氣排除掉。這樣一來，發射端增大了功率，接收端也增加了檢測電波的靈敏程度。他把發射機放在一座山崗的一側，接收機安放在山崗另一側的家中。當給他當助手的同伴傳送信號時，他有些緊張地守候著信號接收機。突然，電鈴發出了清脆的響聲。這響聲對他來說比動人的交響樂更悅耳動聽，讓他幾乎跳了起來。

馬可尼檢測電波的原理圖

馬可尼成功了！

這次實驗的距離達到2.7公里，出現了歷史性的突破。那時，在博洛尼亞大學學習的他只有21歲。這在當時是一個令人驚訝的偉績，並從此讓馬可尼走上了職業道路。喜訊傳到了英國郵局主管工程師威廉·普爾斯的耳朵里，促使馬可尼日後來到英國發展。

馬可尼正在電報機前

1896年，馬可尼抱著自己簡陋的無線電發射機來到了工業革命的中心——英國，在倫敦開始了自己的創業生涯。這一年的6月，他用電磁波進行了約14.4公里距離的無線電通訊實驗，再一次展現了自己的才華。1897年7月，以其姓名命名的 “馬可尼無線電電報與信號有限公司”（後更名為“馬可尼無線電電報有限公司”）成立。

應當指出的是，馬可尼和波波夫關於無線電通信的發明，都是在1895年到1901年這短短的五、六年時間內，各自獨立完成的。因此可以說，無線電套用的大門是馬可尼和波波夫同時打開的。

無線電套用初露端倪（1897－1910）

馬可尼成立公司以後，無線電的發展便進入了一個新的時代。從此不再是單兵作戰，而是一群人的你思我想。智慧的火花點燃了無線電向著更廣闊範圍的延展。

火花發報機

1897年，波波夫奉命在俄國波羅的海艦隊的一些艦艇上建立無線電通信設備。

1897年，不用導線傳送電碼的無線電通信完全得到了世人的承認。此後無線電通信的距離不斷加大。

1898年，馬可尼的無線電報首次套用於商業性通信。1898年在英吉利海峽兩岸進行無線電報跨海試驗成功，通訊距離為45公里；1899年又建立了106公里距離的通訊聯繫。

1899年，波波夫將無線電投入軍事套用，建立了40多公里的無線電通信網。

1900年，馬可尼正式取得由線圈和可變電容器組成的調諧迴路專利權（即著名的第7777號專利），調諧迴路被廣泛地套用到各類無線電通信機。

1900年10月馬可尼在英國建立了一座強大的發射台，採用10千瓦的音響火花式電報發射機。1901年12月，馬可尼在加拿大用風箏牽引天線，成功地接收到了大西洋彼岸的無線電報，完成了橫跨大西洋3600公里的無線電遠距離通信。由於他的卓越貢獻，1909年諾貝爾物理學獎授予英國倫敦馬可尼無線電報公司的義大利物理學家馬可尼（Guglielmo Marconi， 1874—1937）和德國阿爾薩斯州斯特拉斯堡大學的布勞恩（Karl Braun，1850—1918），以承認他們在發展無線電報上所作的貢獻。

從1903年開始，從美國向英國《泰晤士報》用無線電傳遞新聞，當天見報。到了1909年無線電報已經在通訊事業上大顯身手。在這以後許多國家的軍事要塞、海港船艦大都裝備有無線電設備，無線電報成了全球性的事業。

在此期間，1904年，當英國人J·A·弗萊明（約翰·安布魯斯·弗萊明，John Ambrose Fleming，1849～1945）發明了第一個可以確定是否有單向電流的真空二極體“弗萊明真空管”時，一個暗示將來發展的機遇出現了。

1906年，美國的李·德·福斯特（Lee de Forest ，1873～1961）在弗萊明真空管中加了一個柵格網，製成了第一個三極真空管。命名為“Audion”三極體檢波器非常有效，可以將空中的無線電波用無形的手捕捉到人們的面前，用聲音的形式讓無形的電磁波顯現出來，從而開啟了無線電正式進入通信世界的新篇章。他高興地宣告：“我發現了一個看不見的空中帝國。”福斯特先生被美國人譽為“無線電之父”。雖然誰是真正的“無線電之父”的爭論仍然沒有停止，但這不妨礙我們向這些先驅科學家表示崇尚的敬意。

J·A·弗萊明(1849－1945)

李·德·福斯特(1873－1961)

同年，第一次有聲廣播問世，女歌手的歌聲、小提琴演奏聲和講故事的聲音為那年的聖誕節抹上了一縷幸福的色彩。

而此時的中國，也逐漸受到了來自西方的影響，出版了一些無線電的刊物，促使無線電在中國的起步。1897年5月2日，《時務報》第25冊刊出一份由英文翻譯過來的《無線電報》成為了無線電技術正式引入中國的開始。自此，以無線電報為代表的無線電技術拉開了經由期刊傳播給清末中國人民的序幕。

無線電及戰爭與和平（1910-1950）

無線電在這個當時人們還靠書信和昂貴的有線電話進行通信的年代，起到了革命性的作用。人們自此可以自由架設無線電通信台，完成任意兩點甚至多點的通信，極大提高了人們通信的空間，從而讓馬匹、信使傳遞命令的時代一去不返。歷史車輪走進了二十世紀，無線電通信也首先在軍事方面發揮了重要作用。

1914年，第一次世界大戰爆發了，無線電立即成為將軍們的新寵。它使得戰地部隊間能夠快速地通信，從而加快戰事移動速度，掌握主動權。但是，無線信息被加密後通過莫爾斯電碼以電波形式傳送出去時，也就將攜帶的每一個密碼電文都泄露出來，這使敵方可以截取大量的連續的戰報信息。8月5日，英國“泰爾哥尼亞”號船上的潛水員割斷了德國在北大西洋海下的電纜。促使德方大量的通信從電纜轉向了無線電。而德國因為大意無線電的作用，泄露了關鍵情報，而成為戰爭的犧牲品。

早期軍用電台

第二次世界大戰開始前，無線電得到了一定程度的發展，聰明的英國人和美國人發揮了重要作用。他們發明了早期的電視和雷達，進而在二戰時可以傳送加密情報和摸清敵情。1941年12月7日發生的珍珠港被襲事件，使得美國突然進入戰爭狀態。那時，大約有六萬美國人擁有無線電台執照。其中約90%在為其戰爭或相關軍事工業或教學服務。這為美國的勝利奠定了基礎。

在兩次世界大戰期間，各國的無線電愛好者們也始終沒有放棄自己的事業，而使得業餘無線電通信蓬勃發展起來。1945年，戰爭結束了，無線電發展迎來了和平的發展時期。而另一個值得一提的套用就是廣播。

1910年，剛才提到的其中一個“無線電之父”——福斯特從紐約的大都會歌劇轉播了恩里科·卡魯索的歌唱演出。隨後他播送報紙要聞，成了最早的廣播簡訊。一時間，“空中之聲”引起了人們廣泛的趣談。

1920年8月31日，美國底特律建立一家試驗性電台，播送州長競選新聞，被稱為首次廣播新聞。同年11月2日，美國業餘無線電愛好者弗蘭克·康拉德建造了世界上第一座廣播電台。此後，法國、英國、德國、義大利和日本相繼在1921－1925年間成立了自己的廣播電台。你仍能聽到幾個耳熟能詳的名字：英國廣播公司BBC、日本廣播協會NHK，等等。

中國紅一方面軍第一部電台

不久以後，中國、印度、加拿大、澳大利亞等國的無線電廣播也相繼問世。特別是在中國，在歷經短暫的中華民國建制和漫長而苦難戰亂的過程中，靠著從外國帶回來和從外國人手中繳獲的電台，中國人越來越離不開無線電這個朋友。廣播電台和收音機甚至成為了共產黨員傳遞秘密情報的工具，正如諜戰片《潛伏》所展現給大家的一樣，驚心而神奇。可以說，在這樣一個時代，無論是戰爭時期，還是和平時期，無線電這一新事物已經被人們認可，並進入了快速發展的時期。

無線電大發展（1950-1980）

二戰結束後，無線電的作用已經完全被人們接受了。因此，我們不得不提到一個國際組織——國際電信聯盟（International Telecommunication Union）。ITU的歷史我們不去追溯了，但自1865年5月17日成立以來，它一直扮演著無線電國際協調與共享的重要角色。1947年10月15日，國際電信聯盟成為聯合國的一個專門機構，其總部由瑞士伯爾尼遷到了日內瓦，一直到現在都沒有搬家。自那以後，無線電的發展便插上了翅膀，飛得更高，飛得更遠。

衛星中繼通信

早期的人們由於電子元器件的限制，只能使用20kHz到30MHz左右的短波頻率完成無線電通信。但20世紀60年代以後，人們把頻率擴展到150MHz和400MHz，無線電傳輸的質量也越來越高。同時技術上的進步——電晶體的出現，使移動電台向小型化方面大大前進了一步，效果也比以前有了明顯的好轉。網路的覆蓋使得無線電不得不採用中繼通信，以確保幾千公里外無線電接受者能夠享受到與無線電發射者相同的信號質量。因而，在1939年就顯現雛形的中繼通信，在11年後的1950年開始大放光彩，像流行歌曲一樣在美國傳播開來。隨著中繼系統貫穿全美，一種新的革命在靜靜地進行之中。讓我們由衷地感謝一下加拿大的無線電愛好者朋友們吧，是他們引領了這項新革命。這就是1978年他們創造的分組數據交換通信技術實驗。這也得益於數字計算機的發明。

1980年3月，美國開始使用一種方便把人們的文字元號轉換成計算機符號的ASCII碼。而這時個人計算機開始在美國普及。個人電腦與無線電的結合，點燃了人們對分組數據交換通信和其他數據通信的狂熱追求。

此時，積體電路技術、微型計算機和微處理器的快速發展，以及由美國貝爾實驗室推出的蜂窩系統的概念和其理論的在實際中的套用，使得美國、日本等國家紛紛研製出陸地行動電話系統。可以說，這時的無線電移動通信系統真正地進入了個人領域：具有代表性的有美國的AMPS（Advanced Mobile Phone System）系統，英國的TACS系統，北歐（丹麥、挪威、瑞典、芬蘭）的NMT系統、日本的NAMTS系統等等。

我國微波幹線中繼網

由於無線電可移動通信的便利性，這些系統均先後投入商用。在美國、日本、英國、西德等國家開始套用汽車公用無線電話。專用移動無線電話系統也如雨後春筍般大量湧現，廣泛用於公安、消防、出租汽車、新聞、調度等方面。這時，移動通信逐步走進了公眾的日常生活，人們已經看到了未來個人移動通信的曙光。這時的移動通信，開始快速地向小型化、便捷化以及個人化發展。而中國在1979年改革開放以後，開始建設國家層面的微波幹線中繼傳輸網路，用以服務改革開放的經濟建設大潮。無線電套用也從軍事套用開始轉向民用領域。

數位化生存（1980-2010）

美國麻省理工學院教授尼葛洛龐帝（Negroponte）先生1995年所寫的《數位化生存》（Being Digital）描述了20世紀信息技術及理念的發展，同時也預示了數位化時代的即將到來。無線電的發展當然成為了數位化發展的先鋒之一。由於模擬無線電通信在信號傳輸和數據處理上不能像排格子一樣規矩，增加了信息處理的難度，同時也降低了通信效率，因此制約了無線電的發展。不過沒有關係，我們還有一張王牌——數位化通信。

偉大的數學家們已經證明，如果將一個連續的模擬信號像切肉丁一樣進行切分，那么你可以從剛出生一直切到退休，但是卻只切了一個開始。這會是多么令人悲哀的一件事，真是一個“杯具”。因此，我們將模擬的無線電信號進行有限的切割，只要抓住了它的最典型特徵就可以了。這樣有兩個好處，一是抓住了重點，保證了質量減少有限；二是可以將有限的無線電信號用來存放更多的內容。同時，數位化的無線電在保密等方面具有獨特優勢。這就是為什麼各個國家朝著數位化的方向發展無線電通信的原因。

從20世紀80年代中期，數位化革命開始了。從短波到超短波，只要能在無線通信的某一個部分加入計算機或數位訊號處理，那么這個部分就成為了數位化無線電的實踐場所。

1983年，一位數字無線電的愛好者歐文·夏洛特（Owen Garriott）帶著人們的夢想，以航天員的身份坐上了太空梭，直衝雲霄。在太空中，歐文用一個2米的設備，從空間進行了近300次的短波數字無線電通信聯絡。這讓人感到激動。

1991年，第三代移動通信系統（3G，3rd Generations）的概念閃現在當時仍然拿著“大哥大”通話的移動運營商面前。他們已經著手準備建立更加先進的無線通信系統了。這一次，雖然開始是模擬的構想，但是經過不斷的探討，最終大家達成了一致，向數位化演進。
在那個年代，晚於西方已開發國家20年的BP機在中國大地如雨後春筍般出現了。隨後而來的是“大哥大”。這個電話機又大又沉，使用起來也不便宜，但那時的人們把它作為了身份的象徵，直到現在還記憶猶新。這是移動通信系統第一次在中國大規模地套用，雖然它遵循的是國外標準，但至少中國人已經開始像400年前的先人一樣接納世界上最先進的技術了。

BP機

2000年5月，ITU公布了3G標準，但只有WCDMA和CDMA2000兩種，而我國的無線電工作者還在全力以赴、夜以繼日地追趕著世界的潮流，將我們的TD-SCDMA也納入國際標準行列。這是一場關乎民族尊嚴的偉大行動，只能成功，不能失敗。2003年，中國人的努力獲得了承認，ITU公布了這個標準。2008年8月，3G網路已經開始在中國運轉開來了。一直到現在，我們還可以看到這個進程在進行之中。

在這20年中，數位化無線電通信在其他領域也施展著自己的才華。廣播、交通、文化領域，無不因為數字革命帶來的新空氣而以前所未有的速度向前跨越。當你乘坐350km/h的高速列車，在車上給親友撥打電話，並觀看來自移動基站的北京奧林匹克運動會開幕式轉播實況時，你已經完全融入了這個全新的世界。

無線電走進中國

無線電技術在中國的套用已有上百年的歷史。早在1897 年（光緒二十三年），由黃遵憲、梁啓超等創辦的期刊《時務報》便刊出譯文——《無線電報》，該文介紹了1896 年馬可尼進行無線電報通信實驗的情況，“無線電報”一詞從此在中國出現。從清末到民國時期，無線電報、無線電廣播等無線電業務進入中國的時間基本上與國際社會同步。

☆ 1899 年年初，清政府購買了幾部馬可尼猝滅火花式無線電報機，安裝在廣州兩廣總督署和馬口、威遠等要塞以及南洋艦隊各艦艇上，供遠程軍事指揮之用。這是無線電報業務在中國的首次使用。

☆ 1906 年，因廣東瓊州海纜中斷，清政府在瓊州和徐聞兩地設立了無線電報機，開通了民用無線電報通信。這是中國民用無線電通信之始。

☆ 1919 年，民國政府成立北京無線電報局，並利用無線電接收機接收歐美各國的廣播新聞。

☆ 1926 年10 月，無線電專家劉瀚創辦了第一個由中國人自己經營的廣播電台——哈爾濱無線電廣播電台。

☆ 1927 年3 月，上海新新公司開辦了我國第一座商業無線電廣播電台。此後，天津、北京也先後創辦了廣播電台。

☆ 1933 年前後，上海、杭州、濟南、天津等幾個大城市相繼出現了業餘無線電台。我國的業餘無線電活動由此發端。

革命戰爭時期的紅色通信

新中國的無線電事業，由土地革命時期的“半部電台”起家，並不斷發展壯大。從艱苦卓絕的紅軍時期、抗日戰爭時期到波瀾壯闊的解放戰爭時期，由黨中央親自領導和指揮的紅色通信戰士屢建奇功。回首那些艱難困苦的歲月，一部部珍貴的無線電台，一道道划過長空的紅色電波，為我黨、我軍取得中國革命的勝利發揮了至關重要的作用。

反“圍剿”時期，半部電台來起家

1927年後，中國共產黨在江西井岡山建立了第一個農村革命根據地。但初創時期的紅軍，一開始就處於敵人的四面包圍之中，各根據地之間的聯繫主要依靠十分不便的地下交通。

1930年年底第一次反“圍剿”，紅軍在江西永豐的龍崗打了個大勝仗，不但活捉了敵18師師長張輝瓚，還意外獲得了只能收信、不能發信的半部電台。毛澤東、朱德對繳獲的電台極為重視，決定利用這半部電台起家，於1931年1月中旬成立了紅一方面軍總部第一個無線電隊，由王諍任隊長。在幾次反“圍剿”期間，紅軍各方面軍又繳獲了數十部國民黨軍隊的無線電台，為紅軍建立中共中央無線電通信網奠定了基礎。

無線電通信網的建立，使得我黨、我軍能夠隨時撒得開又收得攏，贏得了軍事鬥爭的主動權。1931年1月，毛澤東、朱德明確指出：“無線電的工作，比任何局部的技術工作都更重要些。”

萬里長征時期，力助紅軍出重圍

“橫斷山，路難行……戰士雙腳走天下，四渡赤水出奇兵……調虎離山襲金沙，毛主席用兵真如神。”《長征組歌》生動地表現了紅軍長征期間機動靈活的作戰風格和毛澤東用兵如神的指揮藝術。長征期間，面對敵軍的圍追堵截，紅軍之所以能屢次突出重圍，其實是與無線電通信和無線電偵察工作分不開的。

1932年10月，紅軍長征開始後，黨中央和中革軍委的重大戰略決策幾乎都通過無線電通信及時傳達到各部隊。中共中央及中央紅軍離開遵義後，曾四渡赤水河、巧渡金沙江，擺脫了幾十萬國民黨軍隊的圍追堵截，就是因為紅軍通過截獲敵人的電報，完全掌握了敵人的力量部署和行蹤。正因為如此，在萬里征途中，紅軍總能在國民黨軍設定的包圍圈中找到空隙，成功擺脫困境。

紅軍長徵結束後，毛澤東高度評價和讚揚負責無線電技術偵察的軍委二局說：“沒有二局，紅軍長征是不可想像的。有了二局，我們就像打著燈籠走夜路。”

抗日戰爭時期，編織紅色通信網

1937年7月7日，盧溝橋事變發生後，中國抗日民族解放戰爭的帷幕從此拉開。抗戰期間，我黨、我軍根據形勢的發展及戰局演變，進一步加快了紅色通信網建設。

到1940年，華北各戰區已有電台160餘部，華中、江南各部隊已有電台近60部，建立了以延安為中心的多個無線電專用網路和各級無線電通信網，初步建成以延安為中心，溝通黨政軍，輻射全國各部隊、各根據地、游擊區的無線電通信網路，完成了軍委戰略指揮通信體系的建立。同時，還先後選派上百名精通電報業務的骨幹，到國統區和日占區各大城市黨的秘密電台幫助開展工作，有力地配合了正面抗日戰場的武裝鬥爭。

鑒於無線電通信所肩負的重要使命和所發揮的重要作用，1941年10月10日，毛澤東為《通信戰士》題詞：“你們是科學的千里眼、順風耳。”

解放戰爭時期，電報飛揚布大局

解放戰爭期間，不論是黨中央轉戰陝北，還是實施具有決定意義的三大戰役，無線電通信都發揮了至關重要的作用，成為黨中央運籌帷幄、掌控全國戰局的殺手鐧。

在轉戰陝北的困難時期，無線電台成為中共中央、中央軍委指揮前線的唯一通信工具。在險惡的形勢下，中央機關一駐紮下來，毛澤東便立即通過電台和電報指揮前線作戰。

在中國革命勝利的決戰階段，毛澤東在河北平山縣西柏坡的一間舊民房裡，用一封封電報，統籌指揮了交錯推進的遼瀋、平津和淮海三大戰役，創造了142 天殲敵154 萬人的奇蹟。 據統計，毛澤東當年在西柏坡親筆書寫和口述的電報達408 份，閱讀的前線電報有上千份。僅在遼瀋戰役期間，毛澤東共擬就77 封電報，其中指揮錦州之戰的電報多達50 余封。因此， 周恩來曾感慨地說：“在西柏坡，我們不發槍，不發糧，不發人，只是天天發電報！”

電子對抗簡介

電子對抗是指作戰雙方利用電子設備和器材所進行的電磁頻譜鬥爭。電子對抗也稱“電子戰”或“電子鬥爭”。敵對雙方利用電子技術進行的作戰行動。目的是削弱、破壞敵方電子設備的使用效能，以保護己方電子設備效能得到充分發揮。包括雷達對抗、無線電通信對抗、光電對抗等。基本內容有電子對抗偵察、電子干擾和電子防禦。電子對抗是現代戰爭的重要作戰手段。 

隨著科學技術的發展，軍隊的電子化程度得到迅速提高，專門用於電子對抗的飛機、艦艇、衛星，以及用來摧毀雷達等裝置的反輻射飛彈相繼出現，使電子對抗的地位和作用大大提高，電子對抗逐漸以一種直接用於攻防的作戰手段，活躍在現代化戰爭的舞台上。傳統的陸、海、空戰已發展形成了加天、電的“多維立體戰”，電子對抗以一種“軟殺傷”為主要特點的新戰法貫穿於戰爭的全過程。 

  電子對抗（ECM—Electronic countermeasures），美國及北約國家稱為“電子戰”，俄羅斯稱為“電子鬥爭”。電子對抗技術主要是指以專用電子設備、儀器和電子打擊武器系統降低或破壞敵方電子設備的工作效能，同時保護己方電子設備效能的正常發揮。電子對抗

的基本手段是電子偵察與反偵察，電子干擾與反干擾，反輻射摧毀與反摧毀。電子對抗的主要內容包括：電子偵察、電子進攻和電子防禦。 電子對抗的實質就是敵我雙方為爭奪電磁頻譜的控制權（即制電磁權）所展開的鬥爭。制電磁權，如同制空權、制海權，是指在一定的時空範圍內對電磁頻譜的控制權。奪取了制電磁權就意味著己方能自由使用電磁頻譜，不受對方的電磁威脅；同時剝奪了對方自由使用電磁頻譜的權利。制電磁權有其時空性。在總體上處於相對劣勢的一方，並不是一籌莫展，若科學指揮，合理集中力量，能在某一時域或地域內，奪取局部的制電磁權。 

電子對抗的範圍，在頻域上包括聲學對抗、射頻對抗和光學對抗（光電對抗）三個領域。從空間上可分地面、海上、空中、空間和水下。就使用的裝備而言，可分為無線電通信對抗、雷達對抗、光電對抗和C3I系統電子對抗等技術。