[科普中国]-无线电

无线电是指在所有自由空间（包括空气和真空）传播的电磁波，是其中的一个有限频带，上限频率在3THz（太赫兹），下限频率较不统一， 在各种射频规范书， 常见的有3KHz~3THz（ITU－国际电信联盟规定），9KHz~3THz，10KHz~3THz。

发展历程电磁波的发现英国科学家麦克斯韦在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。1864年，他在总结前人研究电磁现象的基础上，建立了完整的电磁波理论。他断定电磁波的存在，推导出电磁波与光具有同样的传播速度。1887年德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。之后，人们又进行了许多实验，不仅证明光是一种电磁波，而且发现了更多形式的电磁波，它们的本质完全相同，只是波长和频率有很大的差别。

海因里希·鲁道夫·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，通常称为波动方程。

无线电的发明无线电的发明人是美籍塞尔维亚裔科学家尼古拉·特斯拉。

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。尼古拉·特斯拉于1897年在美国获得了无线电技术的专利。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，包括托马斯·爱迪生，安德鲁·卡耐基影响的结果。

1901年12月，马可尼利用自己改进的装置在英格兰和加拿大的纽芬兰之间进行了横跨大西洋的无线电通讯，传输距离达到了3500多公里。这一实验的成功标志着无线电的应用进入了全球互通的时代。从此无线电的发展真正步入了实际应用的阶段，直到现在的互联网社会，没有无线电就没有互联网。

无线电技术的传播光绪二十三年四月一日（1897年5月2日）《时务报》第25册刊出译文《无线电报》，这是无线电报一词在中国的最早出现。自此，拉开了无线电报经由期刊传播的序幕。早期的无线电报技术传播主要以综合类期刊为主，多为介绍新鲜事物的文章，随后才出现了介绍原理的科技类论文，其中不乏最新的技术及发明的篇目。随着无线电报技术的发展，在期刊中传播的内容也有所变化，出现了诸多法令性的文章。从晚清后期期刊中传播的文章来看，已自成体系，为其今后专业期刊的出现以及学科建制的形成奠定了理论基础。

原理简介无线电技术原理无线电是一种空间内自由传播的电磁波，无线电技术以导体中电流发生强弱变化时产生的无线电波作为载体，信息调制应用其中，承载着信息的电磁波在空间中进行传输，并到达无线电广播终端设备，电波在这时发生了磁场变化，由于导体中有电流,需要使用解调方式将数据信息提取出来。1

无线电频率无线电波含有迅速振动的磁场。振动的速度就是波的频率，以赫兹(Hz)为单位。1赫兹等于每秒振动一下。一千赫(kHz)等于1000赫兹。不同频率的波段用来发射各种不同的信息。

无线电频带无线电按波长和频率分

长波：波长>1000，频率300KHz-30KHz

中波：波长100M-1000M,频率300KHz-3000KHz

短波：波长100M-10M，频率3MHz～30MHz

超短波：波长1M-10M，频率30MHz-300MHz,亦称甚高频（VHF）波、米波

微波：波长1M-0.1MM,频率300MHz-3THz

应用无线电的最早应用于航海中，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。

以下是一些无线电技术的主要应用：

无线电广播无线电广播通信技术是一项具有潜力的新型通信技术， 这项技术的发展前景广阔，无论是信息传输效率还是传输的 稳定性都已经超越有线传输技术。多重优势让无线电广播技 术在我国广泛应用，电磁干扰以及不同频率的信号干扰会让 无线电广播的信号传输受到阻碍，导致无线电广播无法正常 运行，必须从实际情况出发对其进行科学防范处理。1

移动通信移动通信是无线电技术应用规模最大的领域，我国公众移动通信发展保持强劲势头。无线通信在现代通信中占据着极其重要的位置，几乎任何领域都使用无线通信，包括有商业、气象、金融、军事、工业、民用等。2

卫星产业新技术的成熟和用户需求的引领促进了卫星 产业的加速创新发展。截至2018年年底，我国在轨同步轨道卫星56颗，非同步轨道卫星224颗，总计280颗，居世 界第2位。无线电管理机构为我国卫星产业发展，提供了有效的频率和轨道资源保障。2

导航无线电技术是飞机安全飞行的关键要素，航空无线电导航为飞机提供准确的方位、距离和位置信息，航空无线电通信实现机场场内调度指挥和地空联络，航空无线电监视准确测定飞机的位置、速度等重要数据。2

所有的卫星导航系统都使用装备了精确时钟的卫星。导航卫星播发其位置和定时信息。接收机同时接受多颗导航卫星的信号。接收机通过测量电波的传播时间得出它到各个卫星的距离，然后计算得出其精确位置。

Loran系统也使用无线电波的传播时间进行定位，不过其发射台都位于陆地上。

VOR系统通常用于飞行定位。它使用两台发射机，一台指向性发射机始终发射并象灯塔的射灯一样按照固定的速率旋转。当指向型发射机朝向北方时，另一全向发射机会发射脉冲。飞机可以接收两个VOR台的信号，从而通过推算两个波束的交点确定其位置。

交通领域在交通领域，无论公路交通、轨道交通还是水上交通， 无线电技术的应用越来越深入。在公路交通方面，不停车收费、雷达交通流量监测、交通路况信息采集、GPs导航定位等，让汽车行驶更加通畅。在轨道交通方面，列车无线调度、车号自动识别、铁路安全监护、地铁运行控制等， 保障着列车安全行驶。在水上交通方面，无线电通信、雷达导航、卫星定位等，是提高船舶航行效率、保障航海水上安全的重要手段。2

气象服务气象服务也离不开无线电技术的支持，气象部门借助无线电波实现气象卫星遥测、遥感和信息传递。我国已建成了以气象卫星为天基、无线电探空仪为空基和天气雷达 站等为地基的三维一体的综合气象监测业务体系，可以监测全球天气变化、气候变化、环境变化、水资源变化以及灾害的发生。2

各波段的应用

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未来展望软件无线电技术在无线电广播中的应用十分广泛，该技术是我国无线通信领悟的重要组成部分，对我国现代通信产 业的发展起着重要的推动作用。

我们可以将软件无线电技术视为数字处理硬件技术与软件技术的完美结合，其成本低、应用范围广的特点为我 国商业无线电领悟开拓了巨大的市场；软件无线电技术为我国无线通信事业的发展注入了源源不断的动力，促使我国通信事业不断创新，该技术在数字无线电广播领域也发挥 着重要作用；在技术层面对无线电广播进行分析，其标准化、模块化的平台为通信的稳定提供了保证，利用该软件来完成无线电工作频段及数据格式的设定也大大提高了信号的灵敏度，及时升级的功能软件和通信协议也提高了无线电 广播电台的使用效率。4

本词条内容贡献者为:

马学彬 - 副教授 - 内蒙古大学