解密電磁波

電磁波的發現打開了無線電技術發展的新篇章。從第一次使用無線電波跨大洋通信以來，人類從沒有停止過使用電磁波這種傳播信息的載體。今天，藍牙，ZigBee（低成本低功耗的無線通信數據網），RFID（射頻技術），4G（第四代網路通信技術）等新技術都是基於電磁波的應用。

在中學物理就學過，電磁波無處不在，他可以在真空或介質中傳播。隨著頻率由小到大，電磁波被分為若干類：無線電波，微波，紅外線，可見光，紫外線，X射線，伽馬射線。這些電磁波的波長，波源，頻率等都在下圖展示。

同相震蕩且互相垂直的電場與磁場在空間中以波的形式移動，這種傳播方式形成的電磁場稱為電磁波。電磁波的傳播方向垂直於電場與磁場在空間形成的兩個平面，如下所示。天線中變化的電流產生磁場，而磁場又感應出電場，電場又會感應出磁場。這種交替的電場和磁場就會在介質或真空中形成電磁波併發射出去。

只要自身溫度大於0K的物體都會發射電磁波，而宇宙中並不存在溫度低於或等於0K的物體。因此整個宇宙都籠罩在電磁波的輻射當中，地球自然也不例外。但是只有一些在可見光範圍內的電磁波可被人類察覺。電磁波不依賴介質也可以傳播。如果人類的耳朵變成能接收無線電波的天線，那我們會聽到一場永不間斷的地球雜訊交響樂。科學家稱這些來自地球的雜訊為大氣干擾，嘯聲干擾，天電干擾。這些雜訊非常像科幻電影中那些奇幻的背景音樂，來自地球天然發出的各種頻率的無線電波，雖然大部分不知道從哪來的，但是這首地球之歌一天24小時都在不間斷的吟唱著。

下圖所示的電磁波譜中，ITU國際電信聯盟劃出3Hz~300GHz頻段專門用於無線通信。在這個頻段內又分成了11個子頻段用於用途不同的通信手段。

上圖中，MF,HF,VHF,UFM4個頻段與日常生活聯繫最為緊密，這些頻段覆蓋了今天許多常用通信手段的頻率，如聽收音機，看電視，打手機，無線上網等。這幾個頻段具體如下。

MF頻段：MF（中頻）頻率範圍為300khz~3Mhz。其中有一段專門用於中波（MW）廣播。其頻率範圍是525khz~1.605Mhz。中波廣播將聲音信號以AM（幅度調製）方式通過地面波的形式發射出去。MF頻段的電磁波遇到地球電離層時會反射，夜間反射的效果比白天好，所以晚上能聽到距離更遠的中波廣播節目。

HF頻段：HF（高頻）頻率範圍為3~30Mhz。該頻率供無線電愛好者進行直接遠距離通信使用，也是短波（SW）廣播的頻段。HF頻段的電磁波可以穿透地球電離層的E層，但是遇到F層會反射，所以反射角較大，信號可以傳輸的很遠。這就是為什麼具有短波功能的收音機可以收聽到遠隔萬里的美國或歐洲 的節目。

VHF頻段：VHF（甚高頻）頻率範圍為30~300Mhz。其中87.5~108Mhz（某些校園廣播頻段低於87.5Mhz）是城市廣播--調頻（FM）立體聲廣播的頻段。VHF頻段的電磁波可穿透電離層，所以只能以直線傳輸的方式來傳播。

UHF頻段：UHF(超高頻)頻率範圍為300Mhz~3Ghz。日常生活與這個頻段的聯繫最為緊密，因為在這個頻段上傳輸著電視節目信號，手機信號，對講機信號，GPS衛星信號等。特別是在2.45Ghz這個特定頻率上，傳輸著與人類活動最為親近的信號———WIFI信號，藍牙信號，無繩電話信號，RFID（射頻識別）信號等。