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電磁場與電磁波理論是電子電工科學技術中的重要理論基礎，在當前電子信息技術快速發展的信息化時期，電磁場與電磁波理論依然具有很大的應用前景，在當下很多前沿的電子技術和信息技術中都能得到實際運用。本文重點以電子通信技術為例，探討了電磁場與電磁波理論在移動通信、微波通信以及衛星通信中的應用方向及基礎應用思路。期望本文的研究對于電子電工職業教育電磁場與電磁波課程實訓教學有所幫助。在現代化的工作生活中電子通訊設備也有著很大使用優勢，給我們生產生活帶來了很多方便。在電子通訊中電磁波和電磁場具有關鍵地位，可以促進各種信號的快速傳輸。而近些年在移動通訊網絡高速發展背景下，隨著各種智能終端設備在社會上的快速廣泛使用，電子通訊也開始深入到經濟社會的各個方面，而移動通訊更是需要全面發展對電磁場和電磁波的運用，因此有關單位有必要進一步提高問題關注度。
1電磁場與電磁波理論綜述
按照有關的文獻資料說法，電磁場現象最初是由英國人吉爾伯特發明的，不過在當時因為受技術和實踐條件制約，對電磁場發展現象還沒有做出過全面闡述[1]。直到18世紀開始英國物理學家法拉第首先提出，電與磁場相互之間具有一定聯系，之后又經過反復試驗才加以證明，而最后將電磁棒接入導體線圈中之后就會形成電流，根據此實驗現象就可以證明電與磁場相互之間的關聯，并由此促進了電磁研究群的發展。后來由于科學技術迅速發展，有較多物理學家也進行了比較深入的研究，對電磁關系加以了分析，總結電磁場技術的基本內容，并進而提出了位移電流的相關理論性概念。從科學化角度上來說，無線電也都是同一類電能，只不過是物質都可以通過放電反應。而就如同天氣，可以在人制造生活的環境中隨處產生。而電磁性運動的主要形態也就是無線電，而也就是電磁性運動的主要運行形態[2]。而電磁性運動在變化流程中，像水波會以一定點位中心向四周展開擴展，并且在空氣擴展流程中逐步形成了無線電。而又有高度低頻區分，但目前在低頻電振動流程中，磁和電之間相互產生的變換速度相對遲緩，因此電能傳輸范圍較小，而低頻電磁性波則無法完全輻射。目前在高頻電磁波中，電與磁性相互變換速度較快，在震蕩中流傳的電路無法把其電能全部吸收，向周圍進行擴散的電能則不需借助介質便可完成傳輸，屬于輻射現象。
2電磁場和電磁波理論在電子通信技術中的應用方向
現階段由于當前的科學技術高速發展，電子通訊科學技術已發展到嶄新階段。各類新型智能電子產品對電磁場和電氣波的依賴性也更強[3]。在現代化生產中，由于電磁波的現實使用范圍廣泛，包括對講機、電話、無線網絡等是可以在充分發揮電磁波的使用價值基礎上進行有效地互通使用的。因此在信息通訊產業領域發展中，各個數據的高效傳輸系統都必須充分發揮出電磁波的使用價值。
2.1電磁場與電磁波理論在微波通信中的應用
微波通信技術具體是指通過無線網絡中的微波頻段將信息有效傳輸的地面視距傳播技術。作為電力體系通信科技的中心應急構建，微波科技對電力體系的穩定生產有著重要作用。目前，微波超視距技術作為微波技術的新興技術逐漸進入了專業人士的視野，我們將微波的信號源在光亮的圓球上，超越視線距離的傳導方法之外的電磁波形式，較為微波超視距傳播，去通信工程有著繞道、散射等多樣化類別傳播形式。微波通信技術屬于移動互聯網通信技術的一種，微波通信技術是指通過無線網絡中的微波頻段將信息進行有效傳輸的地面視距傳播技術。作為電力體系通信科技的核心應急架構，微波科技對電力系統穩定生產有著舉足輕重地位和作用。目前，微波超視距技術作為微波技術的新興技術逐漸進入了專業人士的視野。例如利用微波通信技術在電磁場相對復雜的配電系統中，仍能夠建立穩定性較高的應急通信網絡，便于電力系統推廣普及現代化、信息化、智能化的運維管理模式[4]。目前電磁場與電磁波都在微波通訊中有著主要功能，但微波通訊主要目的是在信號傳輸流程中，利用微波技術以頻率然作為載波對各種信號實現傳輸，同時借助無線電波傳播作用能夠接續擴大通訊區域。由于微波波長有限，在受到外界條件環境影響之下，實際傳輸尺寸的有限，決定了微波通訊僅能利用中繼接力方式手段實現通信傳輸。微波中繼站在現實布設流程中必須嚴格按照標準化間距區域予以布置，目前要求限制在50公里間距區域內。但以整體規模較大的網絡體系，在現實運營流程中往往需要得到較多的微波中繼站保障，而這種狀況也使得其現實使用的成果有限。
2.2電磁場和電磁波理論在衛星通信中應用
衛星通信技術具有網絡覆蓋面大、通信不受距離限制，可以一個網絡多業務并存等特點。而且其容量可擴展性強、獨立性好，不受電信運營商的限制，應用性強、有優質的通信質量，傳播時延大。以VSAT衛星通信技術為例，首先它是面向用戶直接通信，而不是網絡；其次增加了許多智能化功能，如操作、管理、業務支撐、傳輸管理等；安裝應用簡單、耗電量低、集成度高等，在作業環境相對復雜，通信精確度時效性要求較高的電力系統、軍事、大型基建等領域有廣闊的應用前景。電磁場和電磁波理論也同樣在數字程控交換科學技術中發揮中了主要的理論基礎角色。由于現階段數字程控交換科學技術的快速發展需要對電磁場和電磁波理論提供有效支撐，因此數字程控交換重點就是發展出人造的地球衛星應用價值，使之成為中繼站，進而可以對無線電信號波傳輸進行有效傳送與輻射，其通信過程在實際的發展過程中也必須在不同地球站間同時進行。目前地球臺站可分成不同類型，大致有地球表面溝通站、海水通信站、大氣通信站等?，F階段在一般情形下可以把數字程控交換作為運用微波頻率，把通訊衛星視為特殊形態的中繼站，經過實驗研究表明數字程控交換工作頻率和微波通信存在相似之處。另外，隨著衛星通信技術的不斷發展，衛星通信也被逐漸應用在如種植業、畜牧業等民生行業上。就目前的中國民用通信衛星實際使用狀況分析，在同步工作形式中可以將它稱之為同步衛星通訊系統。從地球表面狀況分析，如果此顆衛星在天空中不進行運動，可以將它看作是靜止衛星。從二戰結束以后，世界上的許多發達國家都開始投身到數字程控交換技術研發中，在數字程控交換中電磁場和電磁波都是信息傳輸中的核心技術，通過利用衛星建立信號傳遞中轉站，就可以對多種電磁信號實現傳輸、轉換、反射。
2.3電磁場理論與電磁波在移動通訊技術中的運用
電磁場、電磁波廣泛應用在電子通訊中，而移動通訊則是最普遍同時也是最主要的一個應用形態，這主要是由于移動通訊業務和人類的日常生活中有著密切地聯系。尤其隨著全球3G/4G技術的蓬勃發展和日益成熟完善，推動中國的移動通訊產業逐步進入嶄新領域。當下隨著我國在5G移動通信技術研發應用方面的領先地位，我國已經成為了移動通信技術研發與實踐的世界強國。而相比與4G技術，通信效率高上好幾倍的5G通信技術，同樣是基于電磁波理論產生的，5G技術實際上就是移動通信技術研發領域對電磁波理論的進一步深入發掘。5G技術已經將電磁波的通信波段提升到了超高頻段，極大地提高了電磁波的傳播速度，也就相對的提高了通信效率。正是基于電磁波波段范圍增加與波長范圍成反比的這一基本理論，5G技術與4G技術相比，雖然通信效率得到了質的提升，但實現穩定5G通信所需要的通信基站數量也要稍高于4G通信。這也使得5G通信技術的普及會帶來較大的通信服務基建成本，也是當前5G通信技術普及的最大障礙之一。正是基于電磁場與電磁波基礎理論，使得微基站的新型5G通信基建模式應運而生，也使的5G通信技術開始逐漸到民用領域。
3電子通信中的干擾要素
電磁波的傳遞主要記住于各種有形的導電體，所以各種硬件設施都會對電子設備的通訊質量形成很大影響，當通訊網絡在使用中發生故障之后，就必須對電子設備及通訊設備中硬件的使用狀況進行分析，其中以傳輸介質和裝置故障問題比較普遍。因此技術人員就必須對問題范圍加以管理，全面調節通信故障情況。在電子設備使用過程中，采用WEP協定的配置干擾效應最強。此協定又可稱之為有線等效保密協定，可以對各種電子設備通訊裝置實現數據保密，從而防止裝置中在無線網絡信息環境下的多項重要信息數據被人竊取。不過在實際使用中也可以發現WEP協議遇到了一定問題，如一旦使用互聯網時發生了故障，電子通訊設備無法透過服務器設備獲得IP位置，從而導致在接入互聯網的過程中發生問題。目前在多個地方使用不同的無線通訊設施，各個設備在使用中會彼此干涉和產生影響，如果造成的干擾性很大，對無線網的安全工作會造成很大危害，致使電子通訊設備處在不安定工作狀況中。無線局域網的使用容易遭受外界條件因素，導致的輸入輸出功率與頻度頻率遭受很大負面影響，對網絡的功能造成間接影響。通過對干擾源信號的頻譜范圍進行監控，就可以使系統對各種干涉特性的要求加以控制，然后再通過采用擴頻和調頻等方式，對其與發射信號的不同頻加以調整。而面對于各種干涉要求，還必須進行更加標準化的控制。如對硬件影響要素、設備故障、信號頻率范圍等方面加以管理。為了應對電子通信過程中的電磁波干擾問題，也相繼誕生出了一系列針對各類復雜應用場景的電磁波抗干擾技術與通信設備。例如基于麥克斯韋的古典電氣學說，電氣輻射中同樣有電能和動力，而能量動力又分為直線動力和角動量。當波束中存在與角向關聯的位相分布時，就會產生與角向位相分布關聯的角動量，叫做軌跡角動量假設一般電磁波的軌跡角動量模型為零，其波前是均勻平面波。而假設一般電磁波的OAM模型不為零，則其是螺旋形等角相位面的特定波前。具有螺旋狀相位波前的這種特殊電磁波，我們稱其為渦漩電磁波。同一頻段的波具有無限多模式，所以渦旋波在通訊中具備頻譜效率高、抗干擾能力的優點。將它作為軍用通信有著得天獨厚的優越性，如圖1所示。
4結論
電子通信技術是信息化時代應用最為廣泛的技術之一，而當前主流的移動通信、微波通信、衛星通信都是基于電磁場與電磁波理論而產生的?？梢哉f電磁場與電磁波理論是嚴謹的物理學科理論，而由此研發實踐誕生的各類電子通信技術則是利用電磁場與電磁波理論的一種技術手段。因此，我們應該重視電磁場與電磁波基礎理論的教育工作，將電磁場與電磁波課程作為電子電工職業教育的基礎課程。同時將電磁場與電磁波理論作為電子通信技術研發領域的理論基礎，進一步發掘電磁場與電磁波理論在電子通信技術領域的潛力。
作者：謝文革 單位：合肥市經貿旅游學校