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電磁波是如何傳輸?shù)模?/h1>
來源:上海茂碩機械設(shè)備有限公司   2024年01月11日 09:37  

人類很早就認識了光,,分清了白晝和黑夜的區(qū)別,。但是對于光之外的電磁波,,人類卻用了很長的時間去探究,,直到天才科學(xué)家麥克斯韋用數(shù)學(xué)的方式推導(dǎo)出了電磁波的存在,并統(tǒng)一了電磁波和光,。隨后,,人類就開啟了利用電磁波的時代,直到.....

太陽光不僅給我們帶來了光明,,還帶來了溫暖,,賦予我們”能量“,我們利用電磁波來傳遞我們的聲音,,圖像,,數(shù)據(jù),直至萬物互聯(lián),。

電磁波的頻譜很寬很寬,,我們用來傳遞信息的電磁波稱位無線電波——Radio,而我們射頻工程師的這個專用名稱就來自于無線電波頻率 Radio Frequency,。

原則上來說,,任何一個頻率的電磁波都可以傳遞信息,但是在現(xiàn)有技術(shù)條件下,,為了更有效地發(fā)射和接收電磁波,,要求天線的尺寸不小于四分之一波長。頻率過低,,波長太長,,則天線就變得很大。所以,,我們總是要選擇合適的頻率來進行信息的無線傳播,。

地球是人類賴以生存的條件之一,至今還沒有找到一個比地球更適合人類生存的星球,。而人類生存最依賴的就是地球上的水,,物和空氣。所以電磁波的傳播也必須考慮到地球上物體的影響,,尤其是地面和空氣,。根據(jù)通信距離,電磁波頻率的不同,無線電波的傳播方式主要有地波,,天波和視線傳播三種,。

頻率較低的電磁波(一般小于2MHz),波長比較長,,有一定的繞射能力,,可沿著彎曲的地球表面?zhèn)鞑ィ@種傳播方式稱為地波傳播,,地波的傳播距離遠,,在低頻和甚低頻頻段,地波能夠傳播數(shù)百千米,,甚至更遠,。

頻率較高的電磁波被稱為高頻電磁波HF,能夠被大氣中的電離層反射,,并且再次被大地反射,,這樣無線電波就可以傳遞更遠的距離。根據(jù)地球半徑和電離層的高度,,可以計算出來電磁波一次反射距離最遠可達4000千米,,經(jīng)過多次反射之后,電磁波甚至可以傳播10000千米以上,。這種利用大氣電離層反射進行傳播的方式就是天波傳播,。

現(xiàn)在收音機AM頻段300kHz~3000kHz,就是利用了電磁波地波和部分天波傳播,,所以,,有時候甚至可以聽到很遠距離的廣播信號。但是大氣電離層受陽光照射會發(fā)生改變,,因此傳播的穩(wěn)定性會受到影響,。

頻率高于30MHz的電磁波將穿透電離層,,不能被反射回來,,并且波長比較短,沿著地球表面繞射的能力也很弱,,因此只能進行類似于可見光那樣的直線傳播,,這種傳播方式稱為視距傳播。受地球曲度和地表物體的影響,,視距傳播的距離比較短,,為了增大其傳播距離,有效快捷的方式就是把天線架的再高一點,。

但是再高也高不過大山啊,,為了傳遞的更遠一些,可以采用中繼通信的方法,通過中繼站,,將無線電信息傳播到遠處的接收端,。

有沒有可能把中繼站也架的高一點呢?這樣會不會省幾個中繼,?能不能將中繼站放到天上,?于是衛(wèi)星通信就出現(xiàn)了。直接把視距通信距離翻了幾倍,。利用三顆地球軌道靜止衛(wèi)星作為中繼站,,就可以覆蓋全球通信。

目前應(yīng)用廣泛的衛(wèi)星通信叫做——Starlink,,華為 Mate 60 用到的衛(wèi)星通信是我國自主研發(fā)的天通一號衛(wèi)星通信系統(tǒng),。

除此之外,還可以利用飛艇,,氣球或者飛機作為中繼站,,來代替衛(wèi)星通信,這種通信方式被稱為平流層通信,,距離地面約17千米到22千米,。高度22千米的平流層通信中繼站即可覆蓋約半徑500公里區(qū)域。


幾年前,,記得有人提出,,用250個充氦飛艇就可以實現(xiàn)覆蓋全球90%以上人口的地區(qū),而且便宜,, 后來就沒有聲音了,。




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