电磁波简介及应用

Posted 2021-12-10 成都泽耀科技有限公司Ashining

从科学的角度来说，电磁波是能量的一种，凡是能够释出能量的物体，都会释出电磁波。

电与磁可以说是一体两面，变动的电会产生磁，变动的磁则会产生电。电磁的变动就如同微风轻拂水面产生的水波一般，因此被称为电磁波，而其每秒钟变动的次数便是频率。当电磁波频率低时，主要藉由有形的导电体才能传递；当频率渐提高时，电磁波就会外溢到导体之外，不需要介质也能向外传递能量，这就是一种辐射。

举例来说，太阳与地球之间的距离非常遥远，但在户外时，我们仍然能感受到太阳的光与热，这就好比是“电磁辐射藉由辐射现象传递能量”的原理一样。

技术背景

1820年，Hans Oerstad 发现，电流流经导线时，会使导线附近的磁针发生偏转。发现了电流流经导线时，导线周围存在磁场效应与变化。

1865年电磁波理论提出。

1899年，马可尼用他的仪器证明了电磁波确实可以远距离传输——在英吉利海峡的彼岸接收到了他发射的电磁波信号！

1901年，马可尼再次将无线电信息成功地穿越大西洋（从英国到加拿大），1910年从爱尔兰传到了阿根廷。

时间到了1969年，在这一年的7月人类首次成功在月球表面登陆，在整个登月过程中，阿波罗11号飞行器全程使用无线电磁波与地面基地进行通信。

十年后的1979年日本NTT部署了全球第一个通信标准的网络（1G网络），1G网络把人说话的声音叠加在无线电载波上，这种信号被称为模拟信号。模拟信号只能传输一些小数据量的简单信息。

1991年进入2G时代，模拟信号被0和1组成的数字信号取代。回顾历史我们发现电磁波通信技术在人类社会进程中起着巨大的推动作用。

技术应用

无线电信号数字化后，使传输信息量出现明显的提升，在商用市场中出现了空前的应用需求与产品缺口。

正是在这种市场需求的背景下，泽耀推出了覆盖多频段，多功率等级的无线数传模块与电台。

其中频段包含了169MHz、230 MHz、315 MHz、433 MHz、470 MHz、490 MHz、868 MHz、915 MHz以及2.4G频段。其中功率等级有1 mW、5 mW、10 mW、20 mW、50 mW、100 mW、200 mW、500 mW、1000 mW、2000 mW、5000 mW。

应用于无人机遥感、化工业数据检测，自动化工业生产、智慧农业灌溉、智慧交通、智能家电、智慧消防、数控机床遥遥感、水利检测感等各行各业，源源不断的为国家的经济建设提供动力输出。

注释：以上所有对应发射功率都为该频段该型号模块默认最大发射功率，每个模块都可以实现不同程度的功率回调。

技术特性

不同频段与不同发射功率等级的数传模块都存在着不同的特性。

低频段电波绕射能力较强，高频段电波穿透能力较强 ，频率越高它的信号衰落越大，频率越高波长越短穿透作用越强。（波粒二象性：波长越短，能量越大，穿透能力越强） 对于电磁波，高频电波波长短绕射能力弱传输距离近。

无线电技术的原理在于，导体中电流强弱的改变会产生无线电波。

利用这一现象，通过调制可将信息加载于无线电波之上。当电波通过空间传播到达收信端，电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流。 通过解调将信息从电流变化中提取出来，就达到了信息传递的目的。频率越高波长越短饶射（衍射效果）能力越弱，但穿透能力（不变方向）越强，信号穿透会损失很大能量，所以传输距离就可能越近，频率越高在传播过程的损耗越大。 但高频信号本身携带的能量很高，具有很强的穿透能力，比如当无线电波频率很高时，它会穿透电离层，不会在电离层形成反射。频率高带宽就宽，带宽变宽速率就快，速率快传送的信息量就大，频率高的波适合直线传播穿透能力比较强。

相反低频在应用时带宽较窄，带宽变窄速率就慢，速率慢传送信息量就小。低频波适合用于远距离传播，衍射能力比较强。

抗干扰能力与频段的高低没有直接关系，任何频段都可以出现不同程度的同频或者临频干扰。

在大量的测试和实际应用中我们总结出500Mhz以下频段能更好地适用于远距离传输和障碍物之间的传输。而高频段如2.4GHz因为它的高带宽特性，在应对较大信息量传输时有着相对的优势。在相同频点上我们需要增加传输距离与稳定性，最简单直接的方法就是增加发射机的功率或者接收机的接收灵敏度。