前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的电磁场理论和电磁波在通讯技术中运用，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
电磁场与电磁波理论是电子电工科学技术中的重要理论基础，在当前电子信息技术快速发展的信息化时期，电磁场与电磁波理论依然具有很大的应用前景，在当下很多前沿的电子技术和信息技术中都能得到实际运用。本文重点以电子通信技术为例，探讨了电磁场与电磁波理论在移动通信、微波通信以及卫星通信中的应用方向及基础应用思路。期望本文的研究对于电子电工职业教育电磁场与电磁波课程实训教学有所帮助。在现代化的工作生活中电子通讯设备也有着很大使用优势，给我们生产生活带来了很多方便。在电子通讯中电磁波和电磁场具有关键地位，可以促进各种信号的快速传输。而近些年在移动通讯网络高速发展背景下，随着各种智能终端设备在社会上的快速广泛使用，电子通讯也开始深入到经济社会的各个方面，而移动通讯更是需要全面发展对电磁场和电磁波的运用，因此有关单位有必要进一步提高问题关注度。
1电磁场与电磁波理论综述
按照有关的文献资料说法，电磁场现象最初是由英国人吉尔伯特发明的，不过在当时因为受技术和实践条件制约，对电磁场发展现象还没有做出过全面阐述[1]。直到18世纪开始英国物理学家法拉第首先提出，电与磁场相互之间具有一定联系，之后又经过反复试验才加以证明，而最后将电磁棒接入导体线圈中之后就会形成电流，根据此实验现象就可以证明电与磁场相互之间的关联，并由此促进了电磁研究群的发展。后来由于科学技术迅速发展，有较多物理学家也进行了比较深入的研究，对电磁关系加以了分析，总结电磁场技术的基本内容，并进而提出了位移电流的相关理论性概念。从科学化角度上来说，无线电也都是同一类电能，只不过是物质都可以通过放电反应。而就如同天气，可以在人制造生活的环境中随处产生。而电磁性运动的主要形态也就是无线电，而也就是电磁性运动的主要运行形态[2]。而电磁性运动在变化流程中，像水波会以一定点位中心向四周展开扩展，并且在空气扩展流程中逐步形成了无线电。而又有高度低频区分，但目前在低频电振动流程中，磁和电之间相互产生的变换速度相对迟缓，因此电能传输范围较小，而低频电磁性波则无法完全辐射。目前在高频电磁波中，电与磁性相互变换速度较快，在震荡中流传的电路无法把其电能全部吸收，向周围进行扩散的电能则不需借助介质便可完成传输，属于辐射现象。
2电磁场和电磁波理论在电子通信技术中的应用方向
现阶段由于当前的科学技术高速发展，电子通讯科学技术已发展到崭新阶段。各类新型智能电子产品对电磁场和电气波的依赖性也更强[3]。在现代化生产中，由于电磁波的现实使用范围广泛，包括对讲机、电话、无线网络等是可以在充分发挥电磁波的使用价值基础上进行有效地互通使用的。因此在信息通讯产业领域发展中，各个数据的高效传输系统都必须充分发挥出电磁波的使用价值。
2.1电磁场与电磁波理论在微波通信中的应用
微波通信技术具体是指通过无线网络中的微波频段将信息有效传输的地面视距传播技术。作为电力体系通信科技的中心应急构建，微波科技对电力体系的稳定生产有着重要作用。目前，微波超视距技术作为微波技术的新兴技术逐渐进入了专业人士的视野，我们将微波的信号源在光亮的圆球上，超越视线距离的传导方法之外的电磁波形式，较为微波超视距传播，去通信工程有着绕道、散射等多样化类别传播形式。微波通信技术属于移动互联网通信技术的一种，微波通信技术是指通过无线网络中的微波频段将信息进行有效传输的地面视距传播技术。作为电力体系通信科技的核心应急架构，微波科技对电力系统稳定生产有着举足轻重地位和作用。目前，微波超视距技术作为微波技术的新兴技术逐渐进入了专业人士的视野。例如利用微波通信技术在电磁场相对复杂的配电系统中，仍能够建立稳定性较高的应急通信网络，便于电力系统推广普及现代化、信息化、智能化的运维管理模式[4]。目前电磁场与电磁波都在微波通讯中有着主要功能，但微波通讯主要目的是在信号传输流程中，利用微波技术以频率然作为载波对各种信号实现传输，同时借助无线电波传播作用能够接续扩大通讯区域。由于微波波长有限，在受到外界条件环境影响之下，实际传输尺寸的有限，决定了微波通讯仅能利用中继接力方式手段实现通信传输。微波中继站在现实布设流程中必须严格按照标准化间距区域予以布置，目前要求限制在50公里间距区域内。但以整体规模较大的网络体系，在现实运营流程中往往需要得到较多的微波中继站保障，而这种状况也使得其现实使用的成果有限。
2.2电磁场和电磁波理论在卫星通信中应用
卫星通信技术具有网络覆盖面大、通信不受距离限制，可以一个网络多业务并存等特点。而且其容量可扩展性强、独立性好，不受电信运营商的限制，应用性强、有优质的通信质量，传播时延大。以VSAT卫星通信技术为例，首先它是面向用户直接通信，而不是网络；其次增加了许多智能化功能，如操作、管理、业务支撑、传输管理等；安装应用简单、耗电量低、集成度高等，在作业环境相对复杂，通信精确度时效性要求较高的电力系统、军事、大型基建等领域有广阔的应用前景。电磁场和电磁波理论也同样在数字程控交换科学技术中发挥中了主要的理论基础角色。由于现阶段数字程控交换科学技术的快速发展需要对电磁场和电磁波理论提供有效支撑，因此数字程控交换重点就是发展出人造的地球卫星应用价值，使之成为中继站，进而可以对无线电信号波传输进行有效传送与辐射，其通信过程在实际的发展过程中也必须在不同地球站间同时进行。目前地球台站可分成不同类型，大致有地球表面沟通站、海水通信站、大气通信站等。现阶段在一般情形下可以把数字程控交换作为运用微波频率，把通讯卫星视为特殊形态的中继站，经过实验研究表明数字程控交换工作频率和微波通信存在相似之处。另外，随着卫星通信技术的不断发展，卫星通信也被逐渐应用在如种植业、畜牧业等民生行业上。就目前的中国民用通信卫星实际使用状况分析，在同步工作形式中可以将它称之为同步卫星通讯系统。从地球表面状况分析，如果此颗卫星在天空中不进行运动，可以将它看作是静止卫星。从二战结束以后，世界上的许多发达国家都开始投身到数字程控交换技术研发中，在数字程控交换中电磁场和电磁波都是信息传输中的核心技术，通过利用卫星建立信号传递中转站，就可以对多种电磁信号实现传输、转换、反射。
2.3电磁场理论与电磁波在移动通讯技术中的运用
电磁场、电磁波广泛应用在电子通讯中，而移动通讯则是最普遍同时也是最主要的一个应用形态，这主要是由于移动通讯业务和人类的日常生活中有着密切地联系。尤其随着全球3G/4G技术的蓬勃发展和日益成熟完善，推动中国的移动通讯产业逐步进入崭新领域。当下随着我国在5G移动通信技术研发应用方面的领先地位，我国已经成为了移动通信技术研发与实践的世界强国。而相比与4G技术，通信效率高上好几倍的5G通信技术，同样是基于电磁波理论产生的，5G技术实际上就是移动通信技术研发领域对电磁波理论的进一步深入发掘。5G技术已经将电磁波的通信波段提升到了超高频段，极大地提高了电磁波的传播速度，也就相对的提高了通信效率。正是基于电磁波波段范围增加与波长范围成反比的这一基本理论，5G技术与4G技术相比，虽然通信效率得到了质的提升，但实现稳定5G通信所需要的通信基站数量也要稍高于4G通信。这也使得5G通信技术的普及会带来较大的通信服务基建成本，也是当前5G通信技术普及的最大障碍之一。正是基于电磁场与电磁波基础理论，使得微基站的新型5G通信基建模式应运而生，也使的5G通信技术开始逐渐到民用领域。
3电子通信中的干扰要素
电磁波的传递主要记住于各种有形的导电体，所以各种硬件设施都会对电子设备的通讯质量形成很大影响，当通讯网络在使用中发生故障之后，就必须对电子设备及通讯设备中硬件的使用状况进行分析，其中以传输介质和装置故障问题比较普遍。因此技术人员就必须对问题范围加以管理，全面调节通信故障情况。在电子设备使用过程中，采用WEP协定的配置干扰效应最强。此协定又可称之为有线等效保密协定，可以对各种电子设备通讯装置实现数据保密，从而防止装置中在无线网络信息环境下的多项重要信息数据被人窃取。不过在实际使用中也可以发现WEP协议遇到了一定问题，如一旦使用互联网时发生了故障，电子通讯设备无法透过服务器设备获得IP位置，从而导致在接入互联网的过程中发生问题。目前在多个地方使用不同的无线通讯设施，各个设备在使用中会彼此干涉和产生影响，如果造成的干扰性很大，对无线网的安全工作会造成很大危害，致使电子通讯设备处在不安定工作状况中。无线局域网的使用容易遭受外界条件因素，导致的输入输出功率与频度频率遭受很大负面影响，对网络的功能造成间接影响。通过对干扰源信号的频谱范围进行监控，就可以使系统对各种干涉特性的要求加以控制，然后再通过采用扩频和调频等方式，对其与发射信号的不同频加以调整。而面对于各种干涉要求，还必须进行更加标准化的控制。如对硬件影响要素、设备故障、信号频率范围等方面加以管理。为了应对电子通信过程中的电磁波干扰问题，也相继诞生出了一系列针对各类复杂应用场景的电磁波抗干扰技术与通信设备。例如基于麦克斯韦的古典电气学说，电气辐射中同样有电能和动力，而能量动力又分为直线动力和角动量。当波束中存在与角向关联的位相分布时，就会产生与角向位相分布关联的角动量，叫做轨迹角动量假设一般电磁波的轨迹角动量模型为零，其波前是均匀平面波。而假设一般电磁波的OAM模型不为零，则其是螺旋形等角相位面的特定波前。具有螺旋状相位波前的这种特殊电磁波，我们称其为涡漩电磁波。同一频段的波具有无限多模式，所以涡旋波在通讯中具备频谱效率高、抗干扰能力的优点。将它作为军用通信有着得天独厚的优越性，如图1所示。
4结论
电子通信技术是信息化时代应用最为广泛的技术之一，而当前主流的移动通信、微波通信、卫星通信都是基于电磁场与电磁波理论而产生的。可以说电磁场与电磁波理论是严谨的物理学科理论，而由此研发实践诞生的各类电子通信技术则是利用电磁场与电磁波理论的一种技术手段。因此，我们应该重视电磁场与电磁波基础理论的教育工作，将电磁场与电磁波课程作为电子电工职业教育的基础课程。同时将电磁场与电磁波理论作为电子通信技术研发领域的理论基础，进一步发掘电磁场与电磁波理论在电子通信技术领域的潜力。
作者：谢文革 单位：合肥市经贸旅游学校