"電波傳聲"，手機通話的原理，無線電波

千里傳聲怎麼來的

我們是怎樣獲得收音機、手機、電腦裡的資訊的？這些資訊透過怎樣的方式傳播？答案是電磁波。在初中物理中我們肯定會學習到有關電磁波的知識，電波也是電磁波家族的一員。雖然我們通常都稱之為電磁波傳聲，其實“電磁波”只是總稱，包含很多東西，電波只是其中之一。今天將會從

電磁波大家族，其基礎知識和應用和無線電波如何發射，以及其接收來講述。

電磁波大家族，其基礎知識和應用

電磁波按電波輻射的頻率分類分為7類，由伽馬、X射線到紫、紅外線，外線之間加了一個可見光，然後是微波，最後是無線電波。

其中我們可以清楚地看到，在這些裡，無線電波是波長最短的。其中，x射線多用於科技及醫療，紫外線在清潔領域佔據一席之地，紅外線在醫療衛生、安全警報等多方面都發揮了重要的作用，微波有微波爐，而最後，就是今天的主角，無線電波了。

常見的電磁波譜參照劃分表

根據無線電波的頻率，我們將其分為從極低頻到極超高頻的七個區域。無線電波通常應用於航海、收音機、移動資料通話、GPS及導航等多個領域。

——《大話無線通訊》丁奇

在圖中我們可以看到電波對應的物體是建築以及人類，作為我們日常生活中常見的電波，它的用處也十分廣泛。

最初它被應用於航海領域，而隨著時間的推移科技的進步，它被應用於更多的領域，移動資料通話，就是其中之一。

在瞭解手機、電話手錶等通訊裝置是怎麼透過無線電波傳遞聲音之前，我們需要了解無線電波它的傳播方式。通常可見的無線電波的傳播方式有陸地、半空和高空三種，主要佔據陸空領域，因為其傳播方式的不同，我們將其運用到了許多不同應用領域中。

無線電波基本頻率劃分對照表

而根據其傳播方式的特殊性，科學家們將無線電波不同的傳播方式應用到不同的領域之中。像我們沿著地面傳播的地表電波，因為其傳輸穩定，不易受天氣氣候等干擾，所以許多長波、超長波和中波的通訊也用地面傳播，某些短波近距離通訊也用地面傳播。像我們早期的收音機、無線電機就是用地面傳播的方式。而我們的影片、通話、導航等則是透過專門蒐集訊號的衛星，依靠電力來發射訊號，從而傳遞資訊的。

無線電波在傳播的過程中，

因為傳播介質的不同（電波不僅可以在空氣中傳播，在液體、固體等介質中都可以傳播），會有反射、折射、散射等特性。

當然，部分還會出現繞射和吸收的情況。也正是因為這些特性，如果距離太遠，電波的能量就會分散，慢慢擴散到最後削弱的所剩無幾，這就是我們有時在偏遠的山區或是荒涼的地方，手機通訊訊號會出現減弱甚至沒有的主要原因。

無線電波在介質中傳播示意圖

無線電波如何發射，以及其接收

以上就是電磁波及其所屬，其中我們主要介紹了無線電波的基本知識，包括其分類和傳播形式。那要怎樣發射？任何波的發射都需要一定的條件，無線電波也不例外。怎樣才能使電磁波向外發射且有效？條件有二，

第一個關鍵就是振盪頻率，它一定要足夠高，因為頻率和電磁波的發射能力成正比。第二就電路和磁場，振盪時它們必須足夠分散，提供足夠的空間，電磁能量才可能有效地傳遞出去。

有時，有了條件也還不夠，還需要人為的一些手段。通常，我們透過調製，將我們通常可見的聲音、圖片以及文字訊號轉化為電訊號。

光轉化為電訊號是不夠的，因為這些電訊號頻率低，低頻訊號不易發射，我們還需要透過一個“媒介”將其傳遞出去，我們會將低頻訊號隱藏在高頻訊號中，將其一同發射。

——《無線電波的發射和接收》劉爽

無線電波的發射從理論上來說似乎沒有我們想象中那麼困難，那接收又是怎樣的情況？接收無線電波我們需要一些比較特殊的裝置，通常我們可見的就是接收天線，

而接收天線的原理，就是一個特殊的導體，遇到電波之後產生和電波同頻率的感應電流，

這樣接收到空中的電波。理想的狀態是一個導體準確地接收一個電波，但事實是我們身邊不只是一個電波，而是很多電波共同存在。怎樣接收到我們想要的電波，這又是一個問題。

無線電波發射大致過程示意圖

這就需要我們想辦法讓我們需要的電磁波在接受天線中激起的感應電流最強，這種現象叫做電諧振，類似於機械振動中的共振。以收音機為例，我們按動按鈕尋找頻道的這個操作，在物理學上的解釋，是透過調節電容大小改變調諧電路的固有頻率，激起同頻率電波的感應，這樣就選出了電臺，這被稱作調諧。但是這樣之後，其實在我們手裡的是一些高頻電波，並不是我們通常常見的資訊，

而這些我們所需要的資訊則在低頻電波里，藏在高頻電波之間，我們需要將其找出來，這個過程叫檢波

。檢波完畢之後，我們就獲得了新的資訊，這樣，我們就成功接收到無線電波了。

無線電波接收大致示意圖

總結

我們平時所用的通訊裝置都是透過電磁波大家族中的無線電波，將我們所需要的聲音、文字、圖片等資訊轉換成電波，將其傳送。而傳送的過程並不是直接傳送那麼簡單，短頻的電波傳送並不容易，我們會將其隱藏在高頻電波之間，傳送高頻電波的同時將資訊傳送出去。之後將由導體接收器將這些高頻電波接收，透過共振到相同頻率之後選定平臺，將其接收，然後內部處理器再透過檢查電波的方式找到隱藏在高頻電波里的低頻電波，將其轉換成文字，完成接收過程。

參考文獻：《大話無線通訊》、《無線電波的發射和接收》

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