我们生活在电磁波的世界
一、电磁波的发现
二、电磁波的应用-无线通信
三、电磁波的物理模型和参数
四、电磁波的传播
五、天线
六、电磁波的其它应用提纲
二、电磁波的应用——无线通信
1895年马可尼发明的无线电报，传输距离30米；
1895年马可尼在陆地和拖船之间实现传输2公里的无线电报1897年马可尼获无线电报专利，建立无线电报公司；1901年12月12日马可尼在加拿大纽芬兰岛收到从英国
Cornwall发出的无线信号，传输距离1700mile
1900年专利《调谐电话》获得批准，同年公司改名为Marconi
公司；
1902年英国与加拿大之间正式开通
了越洋无线电报通信电路
1907年获诺贝尔物理奖
1904年英国物理学家弗莱明发明电子真空二极管，
(标志着世界从此进入了电子时代)
开辟了模拟通信的新纪元。1906年弗雷斯特发明电子三极管放大；数年后用于长、中、短波的电报和电话。
1918年阿姆斯特朗发明超外差调幅（AM）
收音机。
1920年AM广播在美国Pittsburgh开通。
1929年英国BBC广播电视开通。
1933年阿姆斯特朗发明调频制。
1936年调频广播开播。
是一种用于调度和指挥的专用通信系统。
1. 集群的概念把一些由各部门分散建立的专用通信网集中起来，
统一建网和管理，并动态地利用分配给它们的有限个频道，以容纳数目更多的用户。
2. 特点
①对网中的不同用户常常赋予不同的优先等级。
②具有一定的限时功能，一次通话的限定时间大约为15～60秒(可根据业务情况调整)。
③主要为无线用户之间服务，无线与有线用户间的通话业务，一般只允许其话务量占总业务量的5%～10%。④集群通信系统一般采用半双工方式，因而，一对移动用户之间进行通信只需占用一对频道。
多种短波军用、
民用电台
电磁波与通信的关系频段Hz 波段 电磁波 30～300k 长波 地波 300k～3M 中波 地波 3～30M 短波 天波 30M～300G 300G～300T 微波 直射波 电缆 波导 红外 光波信号传送铜线 平行双线电缆线光纤尺寸与波长l
五、天线天线: 指能够进行能量转换即有效地辐射和接收电磁波的装置。 天线必须解决的三个问题：1、提高辐射功率或信噪比，天线作为传输线的负载应做好匹配。 2、应具有向所需方向辐射电磁波的能力。 3、同一系统中，收、发天线应有相同的极化形式。天线导波原理：载有交流电的导线，其辐射能力与导线的长短和形状有关；当导线的长度增大到可与波长相比拟时， 导线上的电流就大大增加，因而就能形成较强的辐射。通常将上述能产生显著辐射的直导线称为振子
振子类型：两臂长度相等的振子叫做对称振子。 每臂长度为四分之一波长，称为半波振子。 全长与波长相等的振子，称为全波对称振子。波长 1/4波长 1/2波长 1/2波长 1/4波长天线类型：板状鞭状帽形面状阵列
天线实物图：移动定向天线MMDS-C型微波天线全向天线微波中继天线八木天线抛物面天线
天线实物图：长波天线
天线极化：垂直极化水平极化+ 45度倾斜的极化- 45度倾斜的极化双极化天线 两个天线为一个整体 传输两个独立的波V/H (垂直/水平)双极化倾斜 (+/- 45°)双极化双极化比单极化天线接收范围更大、损失小效果更好
天线的方向性： 天线的方向性是天线不能缺少的一个重要特性。顶视图 侧视图 立体图对称半波振子方向图定向天线方向示意图
六、电磁波的其它应用电磁波的神奇 并不是因为它看不见、模不着， 而是因为它能造福于人类， 影响和改变我们的生活。 它在通信、遥感遥测、医疗、工业、 农业及军事等领域 得到广泛的应用。
遥感是一门对地观测综合性技术原理：不同物体对电磁波谱产生不同响应的原理进行探测。 射线 电 磁 波 谱 ︵ 频 率 ︶ 光波 微波 短波 中长波 地下水、岩石 植物生长变化 目标物 及水污染 即 土地、矿产资源 信息源 气象云层 海底鱼群 收信机 太阳 发射机 遥感器 收信机红外光传输 处理
微波遥感技术利用微波遥感器进行广泛野外测量活动辐射计测量雪的辐射特性散射计测量海洋风场辐射计测量海冰散射计测量小麦
利用遥感、通信等先进技术对自然灾害进行实时监测
航空遥感灾害监测系统
计算机图像处理与传输卫星数据接收天线卫星数据接收站
电磁兼容
电磁兼容一般指电子及电气设备在共同的电磁环境中能执行各自功能的共存状态，即要求在同一
电磁环境的上述各种设备都能正常工作又互不干扰，达到“兼容”的状态。
现在电磁兼容科技工作者又进一步探讨电磁环境对人类及生物的危害影响，学科范围已不仅限定于设备与设备间的问题，而进一步涉及到人类本身，因此一些国内外学者也把电磁兼容学科称作“环境电磁学”。
1、电磁干扰特性及传播理论
2、电磁危害及电磁频谱的利用和管理
3、电磁兼容的工程分析和控制技术
4、电磁兼容设计理论和方法
5、电磁兼容性测量和试验技术
6、电磁兼容性标准、规范与工程管理
7
、电磁兼容预测和分析
微波加热
原理：微波加热是在微波场的作用下，被加热的介质分子被极化而成为偶极子，这些偶极子必然会随微波场的变化而发生扰动，由于分子的热运动和邻近分子间的相互作用，使这种扰动受到干扰和阻碍，并以热的形式表现出来，使介子的温度升高。
优点：加热均匀、速度快、效率高，产品质量好，可以进行选择性加热，且可避免环境升温，便于自动控制及连续加热等。
应用:杀虫、灭菌、橡胶硫化、塑料生产与聚合物热加工，原煤脱硫，铸模脱腊等方面已获得广泛而成功地应用。
微波探测
微波具有能够穿透对于声波衰减很大的非金属材料的特点。优点：微波检测的设备简单，操作方便、无损、非接触、便于实现自动化等。
应用: 微波检测的项目包括增强塑料和各种金属非金属复合胶接结构和蜂窝结构中的分层、脱粘，固体推进剂和飞机轮胎内部的气孔、裂缝，金属加工表面的光洁度、裂纹、划痕及其深度，非金属材料中的湿度、密度、混合物组份比，固化度，金属板与介子板的厚度、微小位移、微小振动、微小体积和离子体内的温度等。
宇宙是电磁波的 神奇世界！电磁波是探索宇宙的工具！探测电磁波， 产生电磁波，控制电磁 波，是电子信息科学的 基础技术之一。
第三章 （完）
我们生活在电磁波的世界
一、电磁波的发现
二、电磁波的应用-无线通信
三、电磁波的物理模型和参数
四、电磁波的传播
五、天线
六、电磁波的其它应用提纲
二、电磁波的应用——无线通信
1895年马可尼发明的无线电报，传输距离30米；
1895年马可尼在陆地和拖船之间实现传输2公里的无线电报1897年马可尼获无线电报专利，建立无线电报公司；1901年12月12日马可尼在加拿大纽芬兰岛收到从英国
Cornwall发出的无线信号，传输距离1700mile
1900年专利《调谐电话》获得批准，同年公司改名为Marconi
公司；
1902年英国与加拿大之间正式开通
了越洋无线电报通信电路
1907年获诺贝尔物理奖
1904年英国物理学家弗莱明发明电子真空二极管，
(标志着世界从此进入了电子时代)
开辟了模拟通信的新纪元。1906年弗雷斯特发明电子三极管放大；数年后用于长、中、短波的电报和电话。
1918年阿姆斯特朗发明超外差调幅（AM）
收音机。
1920年AM广播在美国Pittsburgh开通。
1929年英国BBC广播电视开通。
1933年阿姆斯特朗发明调频制。
1936年调频广播开播。
是一种用于调度和指挥的专用通信系统。
1. 集群的概念把一些由各部门分散建立的专用通信网集中起来，
统一建网和管理，并动态地利用分配给它们的有限个频道，以容纳数目更多的用户。
2. 特点
①对网中的不同用户常常赋予不同的优先等级。
②具有一定的限时功能，一次通话的限定时间大约为15～60秒(可根据业务情况调整)。
③主要为无线用户之间服务，无线与有线用户间的通话业务，一般只允许其话务量占总业务量的5%～10%。④集群通信系统一般采用半双工方式，因而，一对移动用户之间进行通信只需占用一对频道。
多种短波军用、
民用电台
电磁波与通信的关系频段Hz 波段 电磁波 30～300k 长波 地波 300k～3M 中波 地波 3～30M 短波 天波 30M～300G 300G～300T 微波 直射波 电缆 波导 红外 光波信号传送铜线 平行双线电缆线光纤尺寸与波长l
五、天线天线: 指能够进行能量转换即有效地辐射和接收电磁波的装置。 天线必须解决的三个问题：1、提高辐射功率或信噪比，天线作为传输线的负载应做好匹配。 2、应具有向所需方向辐射电磁波的能力。 3、同一系统中，收、发天线应有相同的极化形式。天线导波原理：载有交流电的导线，其辐射能力与导线的长短和形状有关；当导线的长度增大到可与波长相比拟时， 导线上的电流就大大增加，因而就能形成较强的辐射。通常将上述能产生显著辐射的直导线称为振子
振子类型：两臂长度相等的振子叫做对称振子。 每臂长度为四分之一波长，称为半波振子。 全长与波长相等的振子，称为全波对称振子。波长 1/4波长 1/2波长 1/2波长 1/4波长天线类型：板状鞭状帽形面状阵列
天线实物图：移动定向天线MMDS-C型微波天线全向天线微波中继天线八木天线抛物面天线
天线实物图：长波天线
天线极化：垂直极化水平极化+ 45度倾斜的极化- 45度倾斜的极化双极化天线 两个天线为一个整体 传输两个独立的波V/H (垂直/水平)双极化倾斜 (+/- 45°)双极化双极化比单极化天线接收范围更大、损失小效果更好
天线的方向性： 天线的方向性是天线不能缺少的一个重要特性。顶视图 侧视图 立体图对称半波振子方向图定向天线方向示意图
六、电磁波的其它应用电磁波的神奇 并不是因为它看不见、模不着， 而是因为它能造福于人类， 影响和改变我们的生活。 它在通信、遥感遥测、医疗、工业、 农业及军事等领域 得到广泛的应用。
遥感是一门对地观测综合性技术原理：不同物体对电磁波谱产生不同响应的原理进行探测。 射线 电 磁 波 谱 ︵ 频 率 ︶ 光波 微波 短波 中长波 地下水、岩石 植物生长变化 目标物 及水污染 即 土地、矿产资源 信息源 气象云层 海底鱼群 收信机 太阳 发射机 遥感器 收信机红外光传输 处理
微波遥感技术利用微波遥感器进行广泛野外测量活动辐射计测量雪的辐射特性散射计测量海洋风场辐射计测量海冰散射计测量小麦
利用遥感、通信等先进技术对自然灾害进行实时监测
航空遥感灾害监测系统
计算机图像处理与传输卫星数据接收天线卫星数据接收站
电磁兼容
电磁兼容一般指电子及电气设备在共同的电磁环境中能执行各自功能的共存状态，即要求在同一
电磁环境的上述各种设备都能正常工作又互不干扰，达到“兼容”的状态。
现在电磁兼容科技工作者又进一步探讨电磁环境对人类及生物的危害影响，学科范围已不仅限定于设备与设备间的问题，而进一步涉及到人类本身，因此一些国内外学者也把电磁兼容学科称作“环境电磁学”。
1、电磁干扰特性及传播理论
2、电磁危害及电磁频谱的利用和管理
3、电磁兼容的工程分析和控制技术
4、电磁兼容设计理论和方法
5、电磁兼容性测量和试验技术
6、电磁兼容性标准、规范与工程管理
7
、电磁兼容预测和分析
微波加热
原理：微波加热是在微波场的作用下，被加热的介质分子被极化而成为偶极子，这些偶极子必然会随微波场的变化而发生扰动，由于分子的热运动和邻近分子间的相互作用，使这种扰动受到干扰和阻碍，并以热的形式表现出来，使介子的温度升高。
优点：加热均匀、速度快、效率高，产品质量好，可以进行选择性加热，且可避免环境升温，便于自动控制及连续加热等。
应用:杀虫、灭菌、橡胶硫化、塑料生产与聚合物热加工，原煤脱硫，铸模脱腊等方面已获得广泛而成功地应用。
微波探测
微波具有能够穿透对于声波衰减很大的非金属材料的特点。优点：微波检测的设备简单，操作方便、无损、非接触、便于实现自动化等。
应用: 微波检测的项目包括增强塑料和各种金属非金属复合胶接结构和蜂窝结构中的分层、脱粘，固体推进剂和飞机轮胎内部的气孔、裂缝，金属加工表面的光洁度、裂纹、划痕及其深度，非金属材料中的湿度、密度、混合物组份比，固化度，金属板与介子板的厚度、微小位移、微小振动、微小体积和离子体内的温度等。
宇宙是电磁波的 神奇世界！电磁波是探索宇宙的工具！探测电磁波， 产生电磁波，控制电磁 波，是电子信息科学的 基础技术之一。
第三章 （完）