无线电信号

无线电波是指在自由空间（包括空气和真空）传播的射频频段的电磁波。无线电波的波长越短、频率越高，相同时间内传输的信息就越多。无线电波在空间中的传播方式有以下情况：直射、反射、折射、穿透、绕射（衍射）和散射。

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无线电波介绍

电磁波的一种。频率大约为300,000,000KHz（300GHz）以下，或波长大于1mm的电磁波，由于它是由振荡电路的交变电流而产生的，可以通过天线发射和吸收故称之为无线电波。 电磁波包含很多种类，按照频率从低到高的顺序排列为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线及γ射线。无线电波分布在300GHz以下的频率范围内。在不同的波段内的无线电波具有不同的传播特性。频率越低，传播损耗越小，覆盖距离越远，绕射能力也越强。但是低频段的频率资源紧张，系统容量有限，因此低频段的无线电波主要应用于广播、电视、寻呼等系统。高频段频率资源丰富，系统容量大。但是频率越高，传播损耗越大，覆盖距离越近，绕射能力越弱。另外，频率越高，技术难度也越大，系统的成本相应提高。移动通信系统选择所用频段时要综合考虑覆盖效果和容量。UHF频段与其他频段相比，在覆盖效果和容量之间折衷的比较好，因此被广泛应用于手机等终端的移动通信领域。当然，随着人们对移动通信的需求越来越多，需要的容量越来越大，移动通信系统必然要向高频段发展。无线电波的速度只随传播介质的电和磁的性质而变化。无线电波在真空中传播的速度，等于光在真空中传播的速度，因为无线电波和光均属于电磁波。无线电波在其他介质中传播的速度为Vε=C/sqrt(ε)。其中ε为传播介质的介电常数。空气的介电常数与真空很接近，略大于1，因此无线电波在空气中的传播速度略小于光速，通常我们近似认为就等于光速。

传播分类

无线电波自发射地点到接收地点主要有天波、地波、空间直线波3种传播方式，各波特性如下：地波：沿着地球表面传播的电波，称为地波。在传播过程中因电波受到地面的吸收，其传播距离不远。频率越高，地面吸收越大，因此短波、超短波沿地面传播时，距离较近，一般不超过100公里，而中波传播距离相对较远。优点是受气候影响较小，信号稳定，通信可靠性高。 [1]天波：靠大气层中的电离层反射传播的电波，称为天波，又称电离层反射波。发射的电波是经距地面70—80公里以上的电离层反射后至接收地点，其传播距离较远，一般在1000公里以上。缺点是受电离层气候影响较大，传播信号很不稳定。短波频段是天波传播的最佳频段，渔业船舶配备的短波单边带电台，就是利用天波传播方式进行远距离通信的设备。 空间直线波：在空间由发射地点向接收地点直线传播的电波，称空间直线电波，又称直线波或视距波。传播距离为视距范围，仅为数十公里。渔业船舶配备的对讲机和雷达均是利用空间波传播方式进行通信的设备。

无线电波历史

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的理论。波动方程。1906年圣诞前夜，范信达（Reginald Fessenden）在美国马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。无线电波发射装置赫兹（Heinrich Rudolf Hertz）在1886年至1888年间首先通过试验验证了麦克斯韦的理论。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，通常称波动方程。航海中利用无线电波测定船位示意1893年，尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）在美国密苏里州圣路易斯首次公开展示了无线电通信。在为“费城富兰克林学院”以及“全国电灯协会”做的报告中，他描述并演示了无线电通信的基本原理。他所制作的仪器包含电子管发明之前无线电系统的所有基本要素。马可尼（Guglielmo Marconi）拥有通常被认为是世界上第一个无线电技术的专利，英国专利12039号，“电脉冲及信号传输技术的改进以及所需设备”。1897年，尼古拉·特斯拉在美国获得了无线电技术的专利。1898年，马可尼在英格兰切尔姆斯福德的霍尔街开办了世界上首家无线电工厂，雇佣了大约50人。然而，美国专利局于1904年将其专利权撤销，转而授予马可尼发明无线电的专利。这一举动可能是受到马可尼在美国的经济后盾人物，包括爱迪生，安德鲁·卡耐基影响的结果。1909年，马可尼和卡尔·菲迪南德·布劳恩（Karl Ferdinand Braun）由于“发明无线电报的贡献”获得诺贝尔物理学奖。1943年，在特斯拉去世后不久，美国最高法院重新认定特斯拉的专利有效。这一决定承认他的发明在马可尼的专利之前就已完成。有些人认为作出这一决定明显是出于经济原因。这样二战中的美国政府就可以避免付给马可尼公司专利使用费。

无线电波应用

无线电最早应用于航海中，使用摩尔斯电报在船与陆地间传递信息。无线电有着多种应用形式，包括无线数据网，各种移动通信以及无线电广播等。