电磁场与电磁波在电子通信技术中的应用探究

李继超

（佳木斯大学 信息电子技术学院，黑龙江 佳木斯 154000）

0 引 言

随着科技研究的不断深入，社会已经全面进入了信息化的发展时代，在生活和工作等各个领域当中都需要依靠各类通信设备来完成交互对接和信息传递。目前常见的移动终端通信主要是通过电磁波的方式实现信息的发射、传输与接收，在通信技术从4G向5G升级的过程中，对于电磁场与电磁波的研究与应用也在不断深入发展，使其能够在信号体量爆炸式增长的情况下更好地满足分频和分址的传输需求，为推进通信技术的升级发展与掌握核心技术的标准具有重大意义。

1 电磁场与电磁波的理论概述

1.1 电磁场

电与磁相互依存的特性是电磁场理论研究的重要基础，所有的带电粒子和电流在该场的作用下都会发生一定的电磁作用，而这种相互作用被科学人员分别用洛伦兹和麦克斯韦的方程对其进行描述和研究。在电磁场理论不断发展的过程中还衍生出了一些时变的特性，这也为后续研究中扩大电磁场应用范围并推动电工行业的发展形成了重要的研究基础。在电磁场中，由于会对波的传输和电流产生定向的影响与作用，技术人员可以更好地利用这一特性来实现对电磁波传输的定向改变和有效维护，促使其在传播过程中加载一定的信号并有效绕过障碍物实现对原有信号的维护，形成了重要的通信理论研究基础。

1.2 电磁波

电磁波是一种特殊的横波，能够以周期性的波动变化方式进行远距离的传输，并在电磁场的作用影响下形成不同的作用波段。根据长波和短波的特性，电磁波在传输过程中的距离和频率也有一定差异，在电子通信技术的应用过程中可以更好地根据需求选择不同波段并对其进行信号的加载与调制，通过电磁波的作用能够更好地实现信号的传递与接收[1]。不同波段的电磁波在其物理特性的表现上也有一定的差异，在电磁波的深入研究过程中，能够更好地实现波载信号调制与波的频率复用，对其频段展开科学划分，和电子通信当中的地址实现有效连接，不断促进电磁场与电磁波理论在电子通信技术中的实践应用。

2 电磁场与电磁波技术的分类及在电子通信技术中的应用

通信技术主要是依靠电子通信与传输的技术来完成信号发射、传输以及接收的过程，对于电磁场与电磁波技术有较高的依赖性。根据传输的原理，可将电磁波与电磁场的电子通信应用分为移动通信技术、微波通信技术、卫星通信技术3个大类别。

2.1 移动通信技术

目前，我国的移动通信技术主要经历了从2G到5G的发展历程，在通信信息体量和传输效率方面都有了质的飞跃，也是目前形成通信行业标准制定的重要技术基础。在移动通信的过程中主要是依靠蜂窝技术实现了对有限频谱予以更高程度的应用，能够更好地满足大体量信息传输的需求。在对移动信号处理的过程中需要经过频域和时域的有效转换才能够实现更高效率的信息传输，而其中频率的信号转换和电磁波的通信之间又有着密切的联系，这也使得电磁场与电磁波技术在移动通信的发展过程中产生了重要的推动性作用[2]。频率的复用理念主要是指将电磁波的信号经过傅里叶转换后形成一种更加高效且快速的信号发射、传输与接收过程，而不再单纯依靠时域上的传输转换，更符合当前5G通信技术的发展需求。

移动通信技术的原理如图1所示，在5G通信的网络体系中涉及许多服务器共同参与到了信号的发射、传输与移动终端的接收过程，其中的GPRS、3G、WLAN以及LTE分别对应着不同的移动通信手段，而各类服务器起着优化和提升的作用，能够更好地促进5G通信网络中信号体量和效率的进一步提高，也能够实现不同类别媒体信号在传播过程中的搭载与交接[3]。

图1 移动通信技术的原理

2.2 微波通信技术

微波通信技术在理论基础上和移动通信有很大的差异，其中最重要的通信波载体从手机等移动端发出的电磁短波转换为微波信号，使得在整个发射和接收的过程中都出现了一定的变化。微波信号作为传输的载体在频率带宽上有了一定的限制（300 MHz～300GHz），其信号的稳定性更强，更适合实现长距离的传输和穿透[4]。相较于常见的普通电子通信传输的电磁波信号而言，在信号塔的加持之下，微波通信能够实现更远距离的信息传输。过程中各类障碍物无法对信号原有的频率和幅度造成较大的改变，这一优势也使得微波通信技术有了更好的发展。在一些自然灾害的影响下可能会出现信号塔的倒塌和损坏问题，在运用移动通信技术时就会有一定的限制性而导致重要的信息无法实现外传。大部分地震灾害救助过程中都需要应用到微波通信技术提前实现信号传递，更好地促进了电子通信的稳定发展。

根据微波传输系统基本结构，信号的接收与发射端在工作过程中，只需要依赖天线系统进行时域和频域之间的信号转换就能够实现高效的信息传输，其中的信号搭载也更加稳定可靠，是电子通信技术当中重要的组成部分之一。

2.3 卫星通信技术

在卫星通信系统中主要是依靠了通信卫星来实现信号的转换传递，其中运用的搭载波也是电磁波，可以在卫星覆盖范围内实现电子通信。卫星通信系统由通信卫星、中继站以及一些地面通信系统构成，其中通信卫星和地面电磁波的发射端之间能够实现有效的同频传输，且通信卫星是地球的同步卫星之一，对于电磁波加载信号的维护效果更强[5]。卫星通信技术目前在生活通信中的应用范围较为有限，但在一些较为特殊的通信需求和行业要求下能够实现更加宽广的通信范围覆盖，且由于通信卫星的信号同步作用，对于电子通信的质量保障有更好的维护效用。

卫星通信系统的信号传输如图2所示，通信卫星能够和地球站之间进行电磁波信号的发射与接收，目前有许多远距离的信号传递都需要依靠通信卫星来实现。

图2 卫星通信系统的信号传输

3 电子通信中的电磁干扰要素分析

在电子通信技术不断发展的过程中，通信体量和效率的需求也在不断攀升，需要应用更加高效的信号传输与转换方式来实现电磁波的加载。但在应用过程当中也暴露出了一定的电磁干扰性，会影响实际的通信质量和应用效果，因此需要按照造成干扰衰减的主要类别进行有效区分。

雷雨干扰是指在极端天气的影响之下，会对电磁波的穿透能力造成一定的限制性，特别是降雨会对一些高频的电磁波信号形成较强的衰减。在生活中也会发现，这些极端天气对于各类移动终端通信的信号传输效果影响较大，需要通过信号放大和中继站来维护电子通信的应用需求[6-10]。电磁干扰是指在电磁波信号传输过程中产生的一种干扰与屏蔽作用，许多电磁信号的同步传输就有可能会形成相互影响，进而导致波上加载的内容出现变形失真的问题。针对电磁干扰，技术人员通过研究应用了更多的屏蔽方式来予以有效解决。频带干扰是指在电磁波信号传输的过程中，受到了其他频带内波的干扰影响而出现的一种覆盖或变形问题。常见的频带干扰包括了窄带和宽带两种，在对其进行优化处理时必须要考虑到加载波本身的参数特点，从而进行有针对性的控制和优化，确保能够有效恢复传输信号。

电磁干扰问题是在电子通信当中需要予以重点关注和克服的问题，也是在电子通信技术高速扩张与发展过程中必须要面临的限制与削弱现状，需要结合不同干扰源的要素特点和产生原因进行有针对性的分析处理，有效促进电子通信行业的现代化发展。

4 结 论

加强对电子信息传输过程的深入分析能够更好地提升现代化通信技术的发展水平，合理应用电磁场与电磁波技术的研究，以电磁技术作为通信升级的重要载体，优化处理电子信号传输的通道频率，使电子通信能够在现代化社会的不同领域和范围内发挥更大的作用。在实际生活中，移动通信、微波通信以及卫星通信等都发挥着重要的作用，在其升级更新的发展过程中能够更好地优化信息传输的质量和效率，对于远距离传输和高清信号传输的优化都具有重要意义。