电磁波是什么？就是无线电波吗？

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同学们大家好，今天我们继续学习杨欣的《电子设计从零开始》，这本书从基本原理出发，知识点遍及无线电通讯、仪器设计、三极管电路、集成电路、传感器、数字电路基础、单片机及应用实例，可以说是全面系统地介绍了电子设计所需的知识，是一本很好的电子设计入门书籍，没有复杂的计算，取而代之的是生动、平实的叙述。

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上篇我们对光电报警电路进行了完整的分析，知道三极管这个“开关”要打开就需要有“合适”的偏置电压。

今天我们开始新篇章的学习，围绕一台单管直放式收音机来学习关于电磁波、无线电的基础知识。

解密电磁波

电磁波作为一种传递信息的载体，一直被大家广泛应用并飞速发展着，蓝牙、ZigBee（低成本、低功耗的无线数据通信网）、RFID（射频识别技术）、4G（第4代无线通信网络）等技术都是基于电磁波的应用。

在生活中，电磁波其实无处不在，比如：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线等等，都是电磁波，只是它们的波长、波源、频率不同，如下图所示：

电磁波家族

电磁波的传播

那么，电磁波是如何做到无线传播的呢，答案就是电生磁，磁生电，如下图所示：

电磁波的形成和传播模式图

图中可以看到，天线中变化的电流产生磁场，而磁场又感应出电场，电场又会感应出磁场，注意这里电场和磁场是相互垂直的。

这种交替产生的电场和磁场就会在介质或真空中形成电磁波并发射出去。

其实，不止有天线会发出电磁波，我们说只要是温度大于0K的物体都会发射电磁波，并且电磁波的传播不依赖介质，真空也可以传播。可以说整个宇宙都笼罩在电磁辐射当中，但是人类可以察觉的只有可见光部分。

无线电通信频段

自然界中有如此多的电磁波，其中用于无线通信的频段如下表所示：

ITU无线电通信频段

ITU（国际电信联盟）划出3Hz~300GHz专门用于无线通信，在这个频段内又分成11个子频段用于不同用途通信手段。其中MF、HF、VHF、UHF4个频段与我们的日常生活联系最为紧密，如涉及“听收音机”、“看电视”、“手机通信”等。

1.MF频段

MF（medium frequency，中频）频率范围300kHz~3MHz，中波广播就是在这个范围内（525kHz~1.605MHz），中波广播将声音以AM（amplitude modulation，幅度调制）方式通过地面波的形式发射出去，MF频段的电磁波遇到地球电离层时会反射，且夜间反射效果比白天好，因此晚上能听到更远地方的中波广播节目

2.HF频段

HF（high frequency，高频）频率范围3MHz~30MHz，该频段供无线电爱好者进行直接远距离通信使用，也是短波（SW）广播频段，HF频段电磁波可以穿透地球电离层的E层，但是遇到F层会反射，所以反射角较大，信号可以传输得很远，这就是为什么具有短波（SW）功能的收音机可以收听到远隔万里的美国或者欧洲的广播节目。

3.VHF频段

VHF（very high frequency，甚高频）频率范围30MHz~300MHz。其中87.5MHz~108MHz是城市广播——调频（FM，frequency modulation）立体声广播频段。由于VHF频段的电磁波可穿透电离层，所以只能以直线传输的方式来传播。

4.UHF频段

UHF（ultra high frequency，超高频）频率范围为300MHz~3GHz。在这个频段上传输着和日常生活联系最紧密的电视节目信号、手机信号、对讲机信号、DAB（数字广播）信号、GPS信号等。尤其是2.4GHz这个特定的频率上，有WiFi信号、蓝牙信号、无绳电话信号、RFID信号等等。

这里要特别注意大多数国家都遵照ITU划出的无线电频段进行开发，在我国进行无线电设备开发使用时，需要遵循《中华人民共和国无线电管理条例》，向当地有关部门申请才能自行使用。

有了对电磁波基础知识的认识，就可以更好地理解下篇登场的新电路和器件了，下篇见~