无线电
在自由空间传播的电磁波,其频率在300GHz以下 / 维基百科,自由的 encyclopedia
无线电(英语:radio waves)是无线电波的简称、又称射频电波、电波、射频,属一种电磁波,是在自由空间(包括空气和真空)传播的电磁波。在电磁波谱上,其波长比红外线(IR)长。无线电波的频率范围为300GHz以下[1],其对应的波长范围为1毫米以上;即频率介于300 GHz到3 kHz之间,但也有定义将任何1 GHz或3 GHz以上的电波划为微波。当频率在300 GHz时,无线电波对应的波长为1毫米(0.039英寸);在3 kHz时,波长为100千米(62英里)。和其他电磁波一样,无线电波也以光速行进。自然界中的无线电波,主要是由闪电或者宇宙天体形成。由人工产生的无线电波,被应用在无线通讯、广播、雷达、通讯卫星、导航系统、电脑网路等应用上。
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无线电波由无线电发射器产生,并由无线电接收器使用天线接收。无线电波在现代技术中广泛用于固定和移动无线电通信、广播、雷达和无线电导航、通信卫星、无线计算机网络等。不同频率的无线电波在地球大气层中具有不同的传播特性;长波可以在山脉等障碍物周围衍射并随地球表面进行传播(地波),较短的波可以从电离层被反射并传播至地平线以外(天波),而短得多的波长则很少弯曲或衍射并继续以视线传播,因此它们的传播距离仅限于地平线。
为了防止不同无线电台之间的干扰,无线电波的人为操作行为受到法律的严格监管,由国际电信联盟(ITU)协调,该国际机构将无线电波定义为“在太空中传播的频率低于 3,000 GHz的电磁波”。 [2]无线电频谱根据频率分为多个无线电频段,分配不同的用途。
无线电发射机,借由交流电,经过振荡器,变成高频率交流电,产生电磁场,而经由电磁场可产生无线电波[3]。无线电波像磁铁,有同性相斥、异性相吸的现象。同类电子会互相排斥,因此当无线电波射出时,会将前方电波往前推,当连续电波一直射出来时,电波就会在空气中传播[4]。
无线电技术是通过无线电波传播讯号的技术,其原理在于,导体中电流强弱的改变会产生无线电波。利用这一现象,通过调制可将信息加载于无线电波之上。当电波通过空间传播到达收信端,电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流。通过解调将讯息从电流变化中提取出来,就达到了资讯传递的目的。
麦克斯韦最早在他递交给英国皇家学会的论文《电磁场的动力理论》中阐明了电磁波传播的理论基础。他的这些工作完成于1861年至1865年之间。
海因里希·鲁道夫·赫兹在1886年至1888年间首先通过试验验证了麦克斯韦尔的理论。他证明了无线电辐射具有波的所有特性,并发现电磁场方程可以用偏微分方程表达,通常称为波动方程。
1906年圣诞前夜,范信达在美国麻萨诸塞州采用外差法实现了历史上首次无线电广播。范信达广播了他自己用小提琴演奏“平安夜”和朗诵《圣经》片段。位于英格兰切尔姆斯福德的马可尼研究中心在1922年开播世界上第一个定期播出的无线电广播娱乐节目。