無線電
利用頻率在300GHz以下的電磁波,傳遞信號或通信的技術 / 維基百科,自由的 encyclopedia
無線電(英語:radio waves)是無線電波的簡稱、又稱射頻電波、電波、射頻,屬一種電磁波,是在自由空間(包括空氣和真空)傳播的電磁波。在電磁波譜上,其波長比紅外線(IR)長。無線電波的頻率範圍為300GHz以下[1],其對應的波長範圍為1毫米以上;即頻率介於300 GHz到3 kHz之間,但也有定義將任何1 GHz或3 GHz以上的電波劃為微波。當頻率在300 GHz時,無線電波對應的波長為1毫米(0.039吋);在3 kHz時,波長為100公里(62哩)。和其他電磁波一樣,無線電波也以光速行進。自然界中的無線電波,主要是由閃電或者宇宙天體形成。由人工產生的無線電波,被應用在無線通訊、廣播、雷達、通訊衛星、導航系統、電腦網絡等應用上。
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無線電波由無線電發射器產生,並由無線電接收器使用天線接收。無線電波在現代技術中廣泛用於固定和移動無線電通訊、廣播、雷達和無線電導航、通訊衛星、無線計算機網絡等。不同頻率的無線電波在地球大氣層中具有不同的傳播特性;長波可以在山脈等障礙物周圍繞射並隨地球表面進行傳播(地波),較短的波可以從電離層被反射並傳播至地平線以外(天波),而短得多的波長則很少彎曲或繞射並繼續以視線傳播,因此它們的傳播距離僅限於地平線。
為了防止不同無線電台之間的干擾,無線電波的人為操作行為受到法律的嚴格監管,由國際電信聯盟(ITU)協調,該國際機構將無線電波定義為「在太空中傳播的頻率低於 3,000 GHz的電磁波」。 [2]無線電頻譜根據頻率分為多個無線電頻段,分配不同的用途。
無線電發射機,藉由交流電,經過振盪器,變成高頻率交流電,產生電磁場,而經由電磁場可產生無線電波[3]。無線電波像磁鐵,有同性相斥、異性相吸的現象。同類電子會互相排斥,因此當無線電波射出時,會將前方電波往前推,當連續電波一直射出來時,電波就會在空氣中傳播[4]。
無線電技術是通過無線電波傳播訊號的技術,其原理在於,導體中電流強弱的改變會產生無線電波。利用這一現象,通過調製可將資訊加載於無線電波之上。當電波通過空間傳播到達收信端,電波引起的電磁場變化又會在導體中產生電流。通過解調將訊息從電流變化中提取出來,就達到了資訊傳遞的目的。
麥克斯韋最早在他遞交給英國皇家學會的論文《電磁場的動力理論》中闡明了電磁波傳播的理論基礎。他的這些工作完成於1861年至1865年之間。
海因里希·魯道夫·赫茲在1886年至1888年間首先通過試驗驗證了麥克斯韋爾的理論。他證明了無線電輻射具有波的所有特性,並發現電磁場方程可以用偏微分方程表達,通常稱為波動方程。
1906年聖誕前夜,范信達在美國麻省採用外差法實現了歷史上首次無線電廣播。范信達廣播了他自己用小提琴演奏「平安夜」和朗誦《聖經》片段。位於英格蘭切爾姆斯福德的馬可尼研究中心在1922年開播世界上第一個定期播出的無線電廣播娛樂節目。