无线电波与信号探讨
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摘要：在1888年，31岁的犹太青年Heinrich Rudolf Hertz（海因里希·鲁道夫·赫兹），用他自己的科学实验的结果证实了空间是有电磁波存在。这一伟大发明象征着无线时代的开始。
关健词：电波；无线电；信号
在早期电报机发明出来的时候，是要依赖导线传播的。在Heinrich Rudolf Hertz（海因里希·鲁道夫·赫兹）证实了电磁波的存在之后的1889年，一位俄国科学家发表了关于运用电磁波进行无线电通讯的意见，得到了多方实验总结，于1895年世界上第一台无线电接收机在俄国问世。
收音机，也就是一开始被俄国科学家发明出来的无线电接收机，它的组成部份无非由机械零件、电子零件、磁铁等简单零件再加电路组装而成，通过电流将一系列的信号转换到接收。从而完成了从电磁波振动波带动喇叭发出声音达到收听效果这一功能的机器。听似简单的机器，以当时的无线电技术来说，要完成从信号的分析；再由电磁波的发射、传播和接收。通过电波振荡的产生、放大；电子零件的作用、无线电元件的配合，可算得上是天合之作。
过去了这些年后，收音机的原理技术已经被广泛应用于民间，电视机，录音机，手提电话等等。时至今天手提电话的使用频律之高，可谓时下之最吧。
以前在大白天收听短波广播时，声音很多时候是沙、沙、沙、时大时细的。到了晚上又好起来了。初时较为拢统的理解为：白天是人们使用电动仪器过于频繁，而到了晚上，人们的活动相对较少了，才造成这一感觉。
其实在无线电波中，由于它们有自己各自不同的特点，所以在各自的领域发挥了它们各自的效能。
微波：接近光的直线传播，除了铁质的东西，塑料，陶瓷都可以穿得透。而下雪、下雨、大雾会造成微波衰减。
短波：电路简单，但所能福盖面小，在一定范围里往往有些米波段接收很好，频率灵敏度和选择性都可以，但有时候却很差。因短波穿透大气电离层的能力不强，经常被较高的大气电离层和地表间多次反射、折射传播，在雷雨多的地区，影响接收效果是经常的事情。
中波：接收简单，覆盖范围广，发射功率大，使用性能均匀，但对周围环境影响相对也大。
长波：传播稳定，穿透能力强，但天电的干扰严重影响长波的接收效果。
综合分析，不是所有的无线电波的夜间比白天传播得更远，当然有些短波和长波，在适当条件下也许是绝对。而造成这一原因主要是信号和电离层的相互作用，并且从夜间改变的相互作用下形成的。电离层是空气层以外从太阳和宇宙辐射约为50公里范围内通过电离。
也就是说，太阳的X射线，紫外线辐射和更短的波比无线电波长，当这些特定的光子吸收产生的在高层大气中的自由电子时，因为电离层非常低的分子和原子密度，使自由电子在最终重组在这种方式中的时间很短的时间之前所产生的作用。这些与无线电波之间的关系，在于从行路的广播源有没有无线电波干扰，并最终实现了电离层。而个中会发生怎样的变化，很多时候是取决于多方因素，包括需要注意的是电磁波和自由电子密度的频率，实质上给予无线电波适当的条件也许会和来回反弹的地面和低电离层、信号传输之间相距越来越远。
很显然，在发挥广播的过程中具有重要作用，但它的变化不断使事情变得更机器化。也许可以解释为白天人们都处于活动状态，对讲机和干扰电波的设备等无线电设备都在频繁使用着，所以造成过大的干扰，有的频率就被屏蔽了。晚上除了家庭接收电视以外，无线电的使频律相对变少，机车马达，电动马达，火花放电等外来干扰因素的减少而得以缓解。所以一些信号弱的频率就可以传得更远，收音机的信号也就随之增强了。但真正太阳短波辐射被地面接收后，晚上地面释放出长波辐射，白天短波辐射振动更高频，而晚上长波辐射振动长而缓。正因为向外辐射的波长与其温度成反比，温度愈高其最强辐射的波长愈短，温度愈低辐射的波长愈长.所以这样同样可以解释无线电波为何晚上比白天传播得更远。当由于物体温度越高它在辐射中，短波辐射所占比重相对越大，相比长波辐射中所占比重随之也越大。
太阳光中有短波辐射的同时也有长波辐射.鉴别长短波辐射的办法，最为简单有效的就是看辐射的颜色，短波辐射的光谱呈紫色，长波辐射的光谱呈红色，紫外线是典型的短波辐射，红外线是典型的长波辐射，也就是说光是介于紫外线、红外线二者中间的，所以，光的颜色越靠近紫色它的波长就越短，光的颜色越是靠近红色，它的波长就越长.另外，日光是由七种颜色组成的，从而也可以看出它并不是单一的短波辐射。
就以当时的对讲机为例，对讲机是短波调频的无线电话机，人们都将功率小、体积细的手提式无线电话机叫做“对讲机”，当然亦有人叫“步谈机”或者“步话机”。而将功率大、体积较大的可装在车（船）等交通工具或固定使用的无线电话机通常就被叫做“电台”。
从收音机到无线对讲机，是经历了一系列的研发和改进才有今天手机无敌的现象。大家都知道，大空气层里，布满了各种不同频率的无线电波，它们有的是大自然中天然存在的，有的是人类活动中产生出来的，有的更是人们有目的地制造的。无线电波纵横交错地在大空气中是以光速传播着，利用发射和设备传送着无线电信号。对于简易的调频调制电路装置的对讲机来说，它的声音是要依靠电磁波来完成，电磁波发射功率的大小是直接关系到无线对讲机收发的效能，当然对讲机与对讲机之间的匹配性和传输距离的远近等因素，也会造成对讲机收接效能的强弱有一定的影响，同样电波设备的干扰更是会直接干扰对讲机的收发，在某种特定环境下，由于短波会经电离层反射达到几千甚至乎上万公里的距离，和长波、超长波相比较，相对传输容量较大，所以天线方向性也较强，这样也可以理解为对讲机只要在相互匹配情况下，可以发挥其最大的功效。所以有可能远距离的通信、广播、航海移动通信、还有超视距雷达等，有时候白天使用短波效果也不错的。
总结语
当通过无线电波或导线传送出来的声音和图像达到一定的图文效果的时候，实情已经进入了当今电子科技的进步和发达层面，如果将通信网络加以畅通、流量最大化，通信信号便于处理，无线电波可以达到更好的效果，扩干扰性能稳定，那么无线电波通信不但能够远距离传送信息，在民间，当人们可以随时随地通过无线通信设备如对讲机，手机，电脑等工具轻松收发图文信息，在合理的范围内享受到价格低廉且优质的电信网络服务，便利的维护程序，有效的保护私密制度，将会更好的体现到电子科技的发达给人们带来不一样的生活和享受。
参考文献
[1]刘 锋，段 红，熊庆旭，徐 桢.信号与系统实验教学改革[J].实验技术与管理，2008，25（3）.
[2]许 波，陈晓平，姬 伟，毛彦欣.“信号与系统”课程教学改革思考与实践[J].电气电子教学学报，2008（1）.
（作者單位：长江大学）
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