无线电原理与发展历程研究

郑方宇

（南京航空航天大学，南京210000）

1 无线电原理

无线电是指能够在任意空间中传播的，一种以能量或信号为传播形式，磁场与电场在传播的过程中在空间中互相垂直，并且垂直于传播方向的电磁波。无线电波含有磁场，磁场振动的速度就是无线电波的频率，以赫兹（Hz）为单位。1赫兹等于每秒振动一下，一千赫（kHz）就等于1000赫兹。人们通常用不同频率的波段，来发射各种不同的信息。无线电是电磁波中的一个有限频带，其频率从几十Hz（甚至更低）到3000GHz 左右，波长从几十Mm到0.lmm左右。一般来说，无线电的射频规范主要有三种：3kHz ～300GHz，9kHz ～300GHz，10kHz ～300GHz。在天文学上，无线电波又被称为射电波，简称射电。无线电波的传递既不依靠电线，也不用依靠空气媒介帮助它传播，有些能够从大气层上空反射传播，有些波能够在空间直线传播，有些电波能够在地球表面传播，有些波甚至能穿透大气层，飞向遥远的宇宙空间。自然辐射源或发信天线所辐射的无线电波，在自然条件下的媒质到达收信天线的过程，就称为无线电波的传播。

无线电技术作为现代信息技术的前身具有极重要的意义，这项技术主要是利用频率来实现信号的传输和接收，主要是以可以随意传播的电磁波为介质进行[1]。也就是说，无线电技术就是一种利用无线电原理，通过无线电波来进行信号传播的技术。无线电技术中使用的这段电磁波通常称为无线电波。无线电技术的原理在于，改变导体中电流的强弱能够产生无线电波。在电磁场里，任何磁场的变化都会产生电场，任何电场的变化也会产生磁场。交互变化的电磁场不仅可能存在于导体、电流或电荷的周围，还能够脱离产生它的波源向远处传播，这种在空间以一定速度传播的交变电磁场，就称为电磁波。无线电波传输信号及对应的接收过程都要借助于频率变化。任何一种无线电信号传输系统均由发信部分、收信部分和传输媒质三部分组成。无线电传送具有很多优势，比如说电波传输不依靠电线；传播距离远、速度快，衰减小；摒除了时空约束；频段宽等等。但是向外发射电磁波有一定的条件，即足够高的振荡频率和尽可能大的空间，这样才有可能有效的将电磁场的能量传播出去，达到传递信息的目的。

2 无线电的发展历程

无线电的诞生于一百多年前，一般认为美籍塞尔维亚裔科学家尼古拉·特斯拉是无线电的最早发明人。1893年，尼古拉·特斯拉在美国第一次公开展示了无线电通信。1897年，尼古拉·特斯拉于在美国获得了无线电技术的专利。但是，1904年美国专利局把尼古拉·特斯拉的专利权撤销，转而授予马可尼发明无线电的专利。意大利的马可尼受到了电磁波发现者赫兹论文的启发，开始尝试用无线电进行传输，并于1896年申请到关于无线电技术的专利。无线电的开始广泛应用于航海中，使用摩尔斯电报在海洋与陆地之间传递信息。

二十世纪，无线电技术得到进一步的发展。1931年出现了电离层理论，出现短波电台，轻便而经济的短波电台使得它在广播中得到了广泛的应用。二十世纪40年代，无线电发展史上出现了微波技术。微波沿直线传播，接近光频，它能够穿过电离层而不被反射，因此微波需经通讯卫星、中继站等将它反射后传播到设定的目标。

无线电经历了各个发展阶段，从电子管到晶体管，再到集成电路，从短波到超短波，再到微波，从模拟方式到数字方式，从固定使用到移动使用等，极大地推动了人类社会的发展与前进。二十一世纪，无线电技术将得到全新的发展，比如说无线电能传输技术，是一项前瞻性技术，也是当前电气工程领域最活跃的热点研究方向之一，被美国《技术评论》杂志评选为未来十大科研方向之一，中国科学技术协会也将其列入十项引领未来的科学技术[2]。无线电技术将会全方位融入人们的日常领域，抗干扰能力更强，传输的信息也会更安全，它已经成为现代信息社会的重要支撑，在未来将会覆盖更宽泛的领域，构建网络化、宽带化的信息，这也是是现如今社会进步的总趋势。

3 结束语

科学技术的发展，推动了我国无线广播事业的进一步发展，与此同时，带动了以计算机为基础的新媒体发展，突破了传统广播媒体发展的桎梏，这标志着人类进入了新媒体时代。在新时代背景下，广大受众获取与传播信息的渠道产生了新变化，无线电广播作为主流媒体，其发展也受到越来越多人关注[3]。目前，无线电有着多种应用形式，包括无线网络，无线电广播和各种移动通信等，它在多个领域中，都获得了普遍的运用，体现出极大地适用价值，俨然已经成为人们不可缺失的日常生活部分。如今，无线电技术得到了广泛的应用，但是仍存在一些问题，仍然有较广的拓展空间。这促使人们寻求新的发展方式，促进技术创新，提升无线电技术的运用成效，从而显示出无线电技术独特的运用价值。