射频电缆的参数理论fwln.docx

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1、射频电缆缆的参数数理论第一节 特性阻抗抗特性阻抗抗是选用用电缆的的首先要要考虑的的参数，它它是电缆缆本身的的参数，它它取决于于导体的的直径以以及绝缘缘结构的的等效介介电常数数。特性阻抗抗对于电电缆的使使用有很很大的影影响。例例如在选选择射频频电缆作作为发射射天线馈馈线时，其其特性阻阻抗应尽尽可能和和天线的的阻抗一一致，否否则会在在电缆和和天线的的连接处处造成信信号反射射，使得得天线得得到的功功率减少少，电缆缆的传输输效率也也会下降降，更为为严重的的是，反反射的存存在会使使电缆沿沿线出现现驻波，有有些地方方会出现现电压和和电流的的过载，从从而造成成电缆的的热击穿穿或热损损伤而影影响电缆缆的正常常

2、运行。电电缆内部部反射的的存在，还还会造成成传输信信号的畸畸变，使使传输信信号出现现重影，严严重影响响信号传传输质量量。为了便于于使用，射射频电缆缆的阻抗抗已经标标准化了了。因此此在选用用电缆时时应尽可可能选用用标准阻阻抗值。对对于射频频同轴电电缆有以以下三中中标准阻阻抗：5022ohmm推荐使使用于射射频及微微波，用用于测试试仪表以以及同轴轴波导导转换器器等；7533ohmm用于视视频或者者脉冲数数据传输输，用于于大长度度例如CCATVV电缆传传输系统统；1005ohhm用于低低电容电电缆以及及其它特特种电缆缆。以下是同同轴电缆缆特性阻阻抗计算算的各种种公式。1.11同轴电电缆阻抗抗公式根据

3、传输输理论，特特性阻抗抗公式为为：Zc式中，RR、L、GG、C、代代表该传传输线的的一次参参数，而而=2ff代表信信号的角角频率。对于射频频同轴电电缆传输输高频信信号，通通常都有有RL，GGC，此此时特性性阻抗公公式可以以简化为为：Zc =60lln(DD/d)/ 1138lg(D/d)/ （ohhm） 式中，DD为外导导体内直直径 （mm） dd为内导导体外直直径 （mm） 为绝缘缘相对介介电常数数表1给出出了常用用绝缘材材料的相相对介电电常数。表1常用用介质材材料的特特性介质种类类介电常数数（1KKHz）介质损耗耗角正切切 tgg空气1.0000聚乙烯2.3000.000022物理发泡泡聚

4、乙烯烯1.2001.300.000011聚丙烯2.5550.00004聚四氟乙乙烯2.1000.000022聚全氟乙乙丙烯2.1000.0000221.22皱纹外外导体同同轴电缆缆阻抗公公式皱纹外导导体已经经获得广广泛应用用，阻抗抗尚无标标准的方方法计算算，可以以利用电电容电感感参考方方法进行行计算。测量出LL和C后后可以计计算阻抗抗：Zc =1.44特性阻阻抗与电电容的关关系同轴电缆缆的特性性阻抗与与电容有有如下简简单的关关系，即即Zc1104/3/ C式中，CC为电缆缆电容（ppF/mm）第二节 电容电容是射射频电缆缆的一个个重要参参数，同同轴电缆缆的电容容按照下下式计算算：C10000/

5、（118lnnD/dd）224.113/（llgD/d） （pFF/m）第三节 衰减衰减是射射频电缆缆的重要要参数之之一，它它反映了了电磁能能量沿电电缆传输输时的损损耗的大大小。电缆的衰衰减表示示电缆在在行波状状态下工工作时传传输功率率或者电电压的损损耗的程程度，即即l110lggP1/P2200lgUU1/U2 （dBB）式中，为电缆缆的衰减减常数（ddB/mm） ll为电缆缆长度 （mm）电缆的衰衰减越大大，表明明信号的的损耗越越严重，电电缆的传传输效率率越差，如如果电缆缆的衰减减为3ddB，表表明信号号传输此此电缆后后电压或或电流的的幅度下下降300%，信信号功率率下降550%。为了提高

6、高电缆的的传输效效率，总总是希望望电缆的的衰减尽尽可能的的低，但但低损耗耗的电缆缆通常要要贵许多多，这是是因为它它通常制制成大尺尺寸，并并且采用用结构复复杂的空空气或半半空气绝绝缘，低低损耗电电缆还经经常采用用特殊结结构的导导体，也也相应会会增加成成本。因此，电电缆的衰衰减是十十分重要要的指标标，特别别在大长长度传输输时更是是如此。为为了降低低电缆的的衰减，要要在经济济上付出出相当大大的代价价。选用用电缆并并非是衰衰减越低低越好，必必须将衰衰减指标标和其它它因素例例如尺寸寸、柔韧韧性同时时考虑，才才能选得得经济合合理的电电缆。3.11衰减的的计算公公式在射频下下，同轴轴电缆衰衰减通常常可以用用

7、下式表表示：RR+GR/2G/2式中，R为导体体电阻损损耗引起起的衰减减分量，称称为导体体衰减G为绝绝缘损耗耗引起的的衰减分分量，称称为介质质衰减一、导体体衰减同轴电缆缆内外导导体均为为圆柱形形导体时时，导体体衰减如如下公式式：R22.61110-3（11/d1/DD）/llgD/d （ddB/kkm）式中，ff为频率率（Hzz）为绝缘缘介电常常数 DD为外导导体内径径（mmm） dd为内导导体外径径（mmm）注：上式式是将标标准软铜铜电阻率率1.772410-6ohhmcm代代入计算算得到的的。如果导体体是双金金属结构构形式，在在高频下下，可以以将它看看成是由由表面材材料组成成的单金金属导体

8、体来处理理。在大功率率射频电电缆中，内内外导体体的温度度会升高高，因此此电阻也也随着升升高，从从而使衰衰减增大大，因此此在公式式中引入入衰减的的温度系系数：Kt式中，为为导体温温度系数数，对于于铜，可可取00.0003933 1/ 标准软软铝，可可取00.0004077 1/二、介质质衰减绝缘介质质衰减可可以按照照下式计计算：9.1110-55ftgg （dBB/kmm）对于组合合绝缘，如如果介质质1是固固体材料料，介质质2是空空气，即即有：tgttg22tg(11-P)/221-2P（1）tg(2+P)/ 21+ P（1）式中，PP为发泡泡度，、tgg为固体体介质相相应参数数。3.22驻波对

9、对衰减的的影响电缆在实实际工作作状态下下，其负负载阻抗抗不一定定匹配，从从而在负负载处发发生信号号功率的的反射，引引起失配配损耗。失配损耗耗100lgPPm/PP100lg11/（11-）10llg(SS+1)2/(44S)式中，PP为负载载失配时时吸收的的功率 PPm为负负载失配配时可吸吸收的功功率，此此为最大大吸收功功率 SS为电压压驻波比比为负载载的反射射系数电压驻波波比条件件下的失失配损耗耗可以利利用表33查得。表3电压压驻波比比、回波波损耗、传传输损耗耗、反射射系数、反反射功率率对照表表驻波比驻波比（dB）回波损耗耗（dB）传输损耗耗（dBB）反射系数数传输功率率（）反射功率率（）1

10、.0000.0000.00000.0001000.01.0110.146.110.00000.0001000.01.0220.240.110.00000.0111000.01.0330.336.660.00010.0111000.01.0440.334.220.00020.0221000.01.0550.432.330.00030.02299.990.11.0660.530.770.00040.03399.990.11.0770.629.440.00050.03399.990.11.0880.728.330.00060.04499.990.11.0990.727.330.00080.04499

11、.880.21.1000.826.440.01100.05599.880.21.1110.925.770.01120.05599.770.31.1221.024.990.01140.06699.770.31.1331.124.330.01160.06699.660.41.1441.123.770.01190.07799.660.41.1551.223.110.02210.07799.550.51.1661.322.660.02240.07799.440.61.1771.422.110.02270.08899.440.61.1881.421.770.03300.08899.330.71.1991

12、.521.220.03330.09999.220.81.2001.620.880.03360.09999.220.81.2551.919.110.05540.11198.881.21.3002.317.770.07750.13398.331.71.4002.915.660.1220.17797.222.81.5003.514.000.17770.20096.004.0第四节第五节 阻抗不均均匀和驻驻波4.11概述在推导传传输理论论公式时时，假定定电缆是是均匀的的，即沿沿着传输输方向电电缆的各各点的阻阻抗是相相同的，但但是在实实际上是是不可能能的。电电缆在制制造过程程中，其其导体直直径、绝绝缘外

13、径径、发泡泡度总是是或多或或少存在在着变化化的，而而导体间间也有可可能存在在偏心，绝绝缘介电电常数在在长度方方向上也也可能存存在变化化，因此此在实际际线路上上，每一一点的阻阻抗都不不一定相相等。通常，我我们称线线上任意意一个截截面上的的特性阻阻抗为局局部特性性阻抗ZZx，则则电缆的的Zx是是沿线变变化的，即即使终端端匹配，其其始端的的输入阻阻抗也不不一定等等于其匹匹配阻抗抗值，而而且这种种输入阻阻抗值与与频率、电电缆长度度都有关关系，为为了反映映这种线线路不均均匀的情情况，引引入了“有效特特性阻抗抗”概念。根据国际际电工委委员会标标准，电电缆的有有效特性性阻抗定定义为：Ze =式中，ZZ0为电

14、缆缆终端短短路时的的输入阻阻抗 ZZ为电缆缆终端开开路时的的输入阻阻抗有效特性性阻抗通通常用于于较高的的射频频频率，而而在较低低的频率率下一般般采用平平均特性性阻抗ZZm。平均特性性阻抗是是沿线所所有的局局部特性性阻抗ZZx的算算术平均均值。因因为在低低频下，波波长比较较长，每每个不均均匀性的的长度只只占信号号波长的的很小部部分，在在一个半半波长的的长度内内存在很很多的不不均匀点点，不均均匀点引引起的发发射在始始端的迭迭加是算算术迭加加，因此此，在低低频下有有效特性性阻抗实实质上是是沿线分分布的许许多局部部特性阻阻抗的算算术平均均值Zmm。在高高频下，由由于波长长比较短短，在始始端出现现的总的

15、的发射波波不仅取取决于沿沿线各点点Zx引引起的许许多内部部发射波波的大小小，而且且与它们们之间的的相位有有关系，也也就是说说，在高高频下线线路的有有效特性性阻抗ZZe是许许多内部部不均匀匀性Zxx的矢量量迭加的的结果。有有效特性性阻抗与与平均特特性阻抗抗不同，它它对于频频率的变变化是敏敏感的，很很小的频频率变化化往往会会引起有有效特性性阻抗的的很大变变化。下图是终终端匹配配的不均均匀线路路的输入入阻抗与与频率的的关系，图图中曲线线（a）表表示沿线线只存在在一个不不均匀性性的情况况，曲线线（b）则则表示沿沿线存在在周期性性不均匀匀性的情情况，曲曲线（cc）则反反映了随随机分布布不均匀匀性的情情况

16、。实实际上这这些曲线线就是电电缆的有有效特性性阻抗ZZe与频频率的关关系曲线线。这种随频频率变化化的输入入阻抗是是十分有有害的。线线路的输输入阻抗抗随频率率的波动动会引起起线路输输入功率率也随之之波动，还还会引起起线路的的衰减特特性随频频率之波波动。内内部不均均匀性除除了会引引起输入入阻抗的的变化外外，还存存在着二二次发射射的恶劣劣影响。所所谓二次次发射是是指入射射波沿线线前进遇遇到一个个不均匀匀点反射射回去之之后，又又遇到一一个不均均匀点再再次反射射而重新新传输到到终点。这这种两次次反射信信号与主主信号在在时间上上存在一一个延迟迟距离，会会引起信信号的畸畸变。因因此，内内部不均均匀性对对电缆

17、的的传输性性能影响响很大，通通常要求求越小越越好。阻阻抗内部部不均匀匀性的大大小标志志着电缆缆产品杂杂制造工工艺的好好坏，要要在宽频频带内电电缆保持持良好的的阻抗均均匀性，必必须在制制造工艺艺上狠下下功夫，因因此，设设备的稳稳定性能能对于电电缆尤其其重要。图1. 内部不不均匀性性的典型型曲线（a） 沿线只存存在一个个不均匀匀性（b） 沿线存在在着周期期性的阻阻抗不均均匀性（c） 随机分布布的不均均匀性4.22阻抗偏偏差、驻驻波和回回波损耗耗内部阻抗抗不均匀匀性的大大小可以以用有效效特性阻阻抗Zee与额定定阻抗值值的偏差差来表示示，阻抗抗偏差越越大，则则反映内内部不均均匀性越越厉害。作为射频频电

18、缆的的内部不不均匀性性的指标标，国际际电工委委员会曾曾经规定定，在22300033300MMHz的的频段范范围内，均均匀地选选取200个测试试频率，彻彻得的有有效阻抗抗与额定定阻抗的的偏差的的均方根根值应不不大于额额定阻抗抗值的33%。更常用的的是采用用电缆的的输入驻驻波比作作为内部部不均匀匀的指标标。驻波比SS和阻抗抗偏差Z之间间很容易易由下式式换算：S11+/1- 2ZZc+Z/2ZZc-Z式中代代表输入入端反射射系数。ZZ /Zc +(ZZc +Z)Z /2ZZcZ表示示有效特特性阻抗抗Ze与与额定阻阻抗Zcc的偏差差。电缆内部部不均匀匀性指标标还可以以使用下下式定义义的回波波损耗：回波

19、损耗耗SRLL220lgg分贝回波损耗耗越大，代代表反射射系数越越小，也也就是驻驻波比SS越小，电电缆内部部均匀性性越好。驻驻波比、反反射系数数和回波波损耗之之间的关关系见表表3。4.33周期性性的阻抗抗不均匀匀性同轴电缆缆制造时时，由于于制造工工艺的缺缺陷，例例如绝缘缘挤出不不均匀、牵牵引轮的的偏心、周周期性的的受力等等因素，会会使成品品电缆沿沿长度方方向上出出线局部部特性阻阻抗的周周期性变变化，当当电缆长长度很大大时，会会由于信信号的内内部反射射在始端端产生同同相位迭迭加，从从而出现现反射系系数的很很大峰值值而影响响电缆的的正常使使用。周期性阻阻抗不均均匀性有有很严重重的影响响，小的的不均

20、匀匀性会由由于内部部谐振而而导致很很大的反反射系数数峰值，这这种峰值值出线的的频率与与周期长长度直接接有关，可可以按照照下式确确定：f 1150 /hh式中h周期期长度（mm）；电电缆的等等效介电电常数例如：重心不均均匀的放放线盘具具直径为为8英寸寸时，会会对聚乙乙烯绝缘缘挤塑工工艺引入入周期变变化的节节距为hh825.43.1140.00010.6638mm，并使使成品电电缆的回回波损耗耗曲线在在2088MHzz频率下下出现谐谐振峰值值。4.33周期性性的阻抗抗不均匀匀性 如如果电缆缆上存在在随机分分布的许许多不均均匀性，则则这种情情况要比比周期性性不均匀匀好的得得多。随随机分布布不会如如周

21、期性性分布那那样在某某一个频频率下出出现尖锐锐的峰值值，其输输入阻抗抗的频率率特性是是显示出出噪音般般的随机机性（如如图1.的曲线线c）。由由于随机机分布是是由于制制造工艺艺所决定定的，其其分布规规律无法法用理论论方法决决定。电电压驻波波比与电电缆长度度关系如如下图22。从图上可可以看出出来，实实测数据据与按随随机分布布计算出出来的结结果接近近，从而而表明电电缆工艺艺尚好，即即没有什什么显著著的周期期性不均均匀，因因此，即即使电缆缆使用长长度很大大，也不不会出现现电压驻驻波比的的显著恶恶化。第六节 工作电压压当同轴电电缆受到到一定的的电压时时，内导导体表面面具有最最大的电电场强度度，这是是电缆

22、的的最薄弱弱区域。内导体表表面场强强和工作作电压有有如下关关系：V0.5E dd lnn（D/d）如果用电电场强度度E用（kkV/ccm），dd用mmm表示，则则可以求求出：V0.1155E dd lgg（D/d） kVV（峰值值）或者U0.0008E dd lgg（D/d） kVV（有效效值）对于电缆缆结构，最最大允许许工作强强度E可可以按照照表4选选取，表表中数据据是根据据实验得得出的，并并考虑了了安全因因素，因因此适用用于所有有射频电电缆。表4射频频电缆允允许的最最大工作作场强（kkV/ccm）介质形式式工作条件件实心绝缘缘空气、半半空气、氧氧化镁矿矿物绝缘缘单线内导导体绞合内导导体直流

23、40056010脉冲10014010射频507010如表4所所示，绞绞合内导导体的最最大允许许场强要要比单丝丝高400%，这这主要是是由于绞绞线情况况下聚乙乙烯介质质与导线线之间有有更加紧紧密的接接触，从从而使介介质和导导体间存存在的空空气间隙隙减少而而引起的的。根据有关关文献介介绍，电电缆的射射频工作作电压可可以根据据电晕电电压实际际测量值值来确定定。电缆缆在工作作时，其其工作电电压应该该比介质质材料的的击穿电电压小很很多，因因为介质质与导体体之间或或介质内内部存在在空气间间隙，在在比介质质材料的的击穿电电压低得得多的电电压下，这这种空气气间隙就就会发生生电晕放放电，这这种放电电是十分分有害

24、的的，它会会使绝缘缘介质逐逐步损坏坏，从而而使得电电缆寿命命降低。电电缆的工工作电压压应该比比电晕电电压低，即即可以如如下选取取：射频工作作电压（峰峰值）工频电电晕电压压（峰值值）0.335式中的00.355是考虑虑了安全全因素22以及射射频耐压压强度比比工频耐耐压强度度降低330%而而得出的的。工频电晕晕电压可可以通过过实验来来确定，并并且应该该取电晕晕熄灭电电压（即即先加上上电压使使得电晕晕发生，然然后逐步步降低电电压，直直到电晕晕熄灭为为止时的的电压）。电缆在匹匹配状态态下，其其承受的的电压与与输入功功率有如如下关系系：V(峰峰值)如果电缆缆在失配配状态下下，并且且有振幅幅调制时时，则治

25、治安同样样功率下下会产生生更高的的电压，即即V（11+m）（峰值）式中P信号号的载波波功率 m调制度度 S电压驻驻波比如果电缆缆承受的的是脉冲冲调制，则则峰值电电压可以以直接从从电缆所所传输的的峰值功功率按照照上式计计算。第七节 相移当同轴电电缆受到到一定的的电压时时，内导导体表面面具有最最大的电电场强度度，这是是电缆的的最薄弱弱区域。6.11射频电电缆的相相移常数数公式在射频条条件下，同同轴电缆缆的相移移常数可可用如下下简化公公式来计计算： （弧弧度/千千米） （度度/千米米）式中f（MMHz）为为以MHHz为单单位的使使用频率率为电缆缆的等效效介电常常数应该注意意到，电电缆的相相移常数数是

26、与电电缆的结结构尺寸寸无关的的参数，它它仅仅取取决于电电缆的使使用中的的介质，随随着频率率的升高高而正比比增大。6.22温度引引起的相相移变化化相控阵雷雷达、射射电望远远镜、卫卫星跟踪踪站等特特殊用途途的同轴轴电缆，要要求其相相移不随随温度、压压力等环环境因素素的影响响，这种种要求相相位稳定定的电缆缆为稳相相电缆。在环境因因素中最最主要的的是温度度变化，由由于环境境温度的的变化会会引起电电缆长度度的变化化以及介介质材料料的介电电常数的的变化，从从而引起起电缆相相位的变变化。同同轴电缆缆每升高高1所引起起的相位位变化通通常称为为相位变变化率，这这是稳相相电缆的的重要指指标。电缆的相相位变化化率取

27、决决于电缆缆的结构构与介质质的材料料的变化化。一般般说来，聚聚乙烯绝绝缘电缆缆具有较较大的相相位变化化率，它它通常可可以达到到（22004800）10-66/，泡沫沫聚乙烯烯绝缘电电缆在25655范围内内具有18.110-66/数量级级。温度引起起的相位位变化取取决于电电缆的机机械长度度的热胀胀冷缩引引起的变变化，一一般为正正值，也也取决于于介质介介电常数数的变化化，一般般是负值值。因此此，如果果通过电电缆结构构的良好好设计，使使两者一一致，即即可以获获得高度度稳定相相位的电电缆结构构。6.33电缆弯弯曲、扭扭转、冲冲击引起起的相移移变化电缆根据据使用场场合的不不同，不不仅要求求电缆的的相位不

28、不随温度度的变化化，而且且要求电电缆的相相位不随随弯曲、扭扭曲、冲冲击、振振动等机机械应力力的长期期而变化化。反复复的弯曲曲、扭转转等机械械应力会会导致电电缆内导导体和外外导体的的机械硬硬化作用用，使电电缆的长长度发生生变化，从从而引起起相位的的变化，外外导体结结构以及及电缆各各部分之之间在弯弯曲等机机械应力力作用下下发生尺尺寸变化化或者位位移会导导致电缆缆的相位位变化，因因此高机机械稳相相的射频频电缆必必须采用用特殊的的设计和和结构形形式，其其内导体体、绝缘缘、外导导体结构构应在弯弯曲时保保持稳定定，而且且相互之之间结合合紧密，从从而保持持电缆的的结构稳稳定性以以达到相相位不随随弯 曲曲、冲

29、击击、扭转转等机械械应力的的变化的的目的。第八节 最高使用用频率射频电缆缆的使用用频率正正在向更更高频率率发展。现现在射频频电缆最最高可以以传输665GHHz的频频率，这这代表电电缆质量量日益改改善的结结果。一般说来来，射频频电缆可可以使用用的频率率范围受受到对电电缆的低低衰减、低低驻波比比要求的的限制。如如果通过过结构以以及工艺艺的改进进，排除除上述两两大因素素的限制制，则电电缆最终终还要受受到高次次比出现现的截止止频率的的限制。7.11电缆的的截止频频率电缆在正正常情况况下是传传输横电电磁波（TTEM波波），如如果电缆缆的横向向尺寸与与工作频频率下的的波长可可以相比比拟时，其其中还会会出现

30、高高次波的的传输从从而大大大消耗了了能量而而不能使使用。通通常把高高次波出出现的频频率称为为同轴电电缆的截截止频率率。同轴电缆缆中最早早出现的的高次波波是TEE11波，因因此，同同轴电缆缆截止频频率是指指TE111波出出现的频频率，即即： （MHHz）式中c为为光速，cc3108m/ss；为电缆缆的等效效介电常常数；D、d分分别为电电缆的内内外导体体直径，单单位mmm因此，随随着电缆缆直径的的增大，截截止频率率不断下下降。如如果使用用频率给给定，则则电缆的的直径增增大就受受到限制制。例如如，500ohmm的电缆缆，假设设其为半半空气绝绝缘，介介电常数数为1.1,如如果电缆缆要使用用到30000

31、MMHz，则则电缆的的介质外外径最大大值为1128.5/33422.8mmm。电电缆的外外径增大大受限制制，则其其衰减值值的降低低，同样样也受到到限制。7.22介质结结构对于于最高使使用频率率的限制制如果电缆缆的介质质是不均均匀的（例例如绝缘缘垫片绝绝缘），则则这种绝绝缘结构构存在一一定的周周期不均均匀性。受绝缘不不均匀性性影响的的最高使使用频率率按照下下式计算算： （MHHz）式中，hh为绝缘缘周期不不均匀的的周期长长度（mmm）7.33衰减指指标对于于最高使使用频率率的限制制同轴电缆缆的衰减减要求同同样也会会限制电电缆的最最高使用用频率。衰衰减指标标对于使使用频率率的限制制，与其其具体产产

32、品结构构有关，而而且与该该指标的的大小有有关。具具体的使使用频率率的上限限的确定定要视实实际情况况而定，不不能一概概而论。第九节 延迟时间间射频信号号在电缆缆中传输输时，其其单问长长度上的的延迟时时间可以以按照下下式计算算：（s/mm）（ns/m）从上式可可以看出出，同轴轴电缆的的延迟时时间与电电缆的尺尺寸无关关，仅仅仅取决于于电缆的的等效介介电常数数。电磁波电磁波图图谱目录 电磁波简简介电磁波的的计算电磁波的的发现电磁波谱谱电磁辐射射电磁辐射射对人体体的伤害害电磁波的的特性直观动态态演示电磁波的的应用 电磁波的的应用编辑本本段电磁波简简介电磁波（EElecctroomaggnettic)定义

33、：从科科学的角角度来说说，电磁磁波是能能量的一一种，凡凡是高于于绝对零零度的物物体，都都会释出出电磁波波。 正正像人们们一直生生活在空空气中而而眼睛却看看不见空空气一样样，除光光波外，人人们也看看不见无无处不在在的电磁磁波。电电磁波就就是这样样一位人人类素未未谋面的的“朋友友”。产生电磁磁波是电电磁场的的一种运运动形态态。电与与磁可说说是一体体两面，电电流会产产生磁场场，变动动的磁场场则会产产生电流流。变化化的电场场和变化化的磁场场构成了了一个不不可分离离的统一一的场，这就就是电磁磁场，而而变化的的电磁场场在空间间的传播播形成了了电磁波波，电磁磁的变动动就如同同微风轻轻拂水面面产生水水波一般般

34、，因此此被称为为电磁波波，也常常称为电电波。性质电磁磁波频率率低时，主主要借由由有形的的导电体体才能传传递。原原因是在在低频的的电振荡荡中，磁磁电之间间的相互互变化比比较缓慢慢，其能能量几乎乎全部返返回原电电路而没没有能量量辐射出出去；电电磁波频频率高时时即可以以在自由由空间内内传递，也也可以束束缚在有有形的导导电体内内传递。在在自由空空间内传传递的原原因是在在高频率率的电振振荡中，磁磁电互变变甚快，能能量不可可能全部部返回原原振荡电电路，于于是电能能、磁能能随着电电场与磁磁场的周周期变化化以电磁磁波的形形式向空空间传播播出去，不不需要介介质也能能向外传传递能量量，这就就是一种种辐射。举举例来

35、说说，太阳阳与地球球之间的的距离非非常遥远远，但在在户外时时，我们们仍然能能感受到到和煦阳阳光的光光与热，这这就好比比是“电电磁辐射射借由辐辐射现象象传递能能量”的的原理一一样。电磁磁波为横横波。电电磁波的的磁场、电电场及其其行进方方向三者者互相垂垂直。振振幅沿传传播方向向的垂直直方向作作周期性性交变，其其强度与与距离的的平方成成反比，波波本身带带动能量量，任何何位置之之能量功功率与振振幅的平平方成正正比。其速速度等于于光速c（每每秒310的的8次方方米）。在在空间传传播的电电磁波，距距离最近近的电场场（磁场场）强度度方向相相同，其其量值最最大两点点之间的的距离，就就是电磁磁波的波波长，电电磁

36、每秒秒钟变动动的次数数便是频频率f。三三者之间间的关系系可通过过公式cc=ff。通过过不同介介质时，会会发生折折射、反反射、绕绕射、散散射及吸吸收等等等。电磁磁波的传传播有沿沿地面传传播的地地面波，还还有从空空中传播播的空中中波以及及天波。波波长越长长其衰减减也越少少，电磁磁波的波波长越长长也越容容易绕过过障碍物物继续传传播。 机械波与与电磁波波都能发发生折射射反射射衍射射干涉涉,因为为所有的的波都具具有波粒粒两象性性.折射射反射射属于粒粒子性； 衍射射干涉涉为波动动性。能量电磁磁波的能能量大小小由坡印印庭矢量量决定，即即S=EH,其中中s为坡坡印庭矢矢量，EE为电场场强度，H为磁场强度。E、

37、H、S彼此垂直构成右手螺旋关系；即由S代表单位时间流过与之垂直的单位面积的电磁能，单位是瓦平方米。 编辑本本段电磁波的的计算c=ffc：波速(这是一一个常量量，约等等于310的的8次方方幂m/s) 单位：M/SSf：频率(单位：Hz)：波长（单单位：MM） 编辑本本段电磁波的的发现118644年，英英国科学学家麦克克斯韦在在总结前前人研究究电磁现现象的基基础上，建建立了完完整的电电磁波理理论。他他断定电电磁波的的存在，推推导出电电磁波与与光具有有同样的的传播速速度。 18887年德德国物理理学家赫赫兹用实实验证实实了电磁磁波的存存在。之之后，人人们又进进行了许许多实验验，不仅仅证明光光是一种种

38、电磁波波，而且且发现了了更多形形式的电电磁波，它它们的本本质完全全相同，只只是波长长和频率有很很大的差差别。 编辑本本段电磁波谱谱按照照波长或或频率的的顺序把把这些电电磁波排排列起来来，就是是电磁波波谱。如如果把每每个波段段的频率率由低至至高依次次排列的的话，它它们是工工频电磁磁波、无无线电波波、红外外线、可可见光、紫紫外线、XX射线及及射线线。以无无线电的的波长最最长，宇宇宙射线线的波长长最短。无线电波波 30000米米0.3毫米米。红外线 0.33毫米0.775微米米。可见光 0.77微米0.44微米。紫外线 0.44微米10毫毫微米X射线 10毫毫微米0.11毫微米米射线 0.11毫微米

39、米0.0011毫微米米高能能射线 小于00.0001毫微微米传真（电电视）用用的波长长是36米；雷达用的的波长更更短，33米到几几毫米。 编辑本本段电磁辐射射广义的电电磁辐射射通常是是指电磁磁波频谱谱而言。狭狭义的电电磁辐射射是指电电器设备备所产生生的辐射射波，通通常是指指红外线线以下部部分。 电磁磁辐射是是传递能能量的一一种方式式，辐射射种类可可分为三三种： 游离离辐射 有热热效应的的非游离离辐射 无热热效应的的非游离离辐射 基地地台电磁磁波 绝绝非游离离辐射波波 编辑本本段电磁辐射射对人体体的伤害害电磁磁辐射危危害人体体的机理理主要是是热效应应、非热热效应和和积累效效应等。 热效效应：人人

40、体内770%以以上是水水，水分分子受到到电磁波波辐射后后相互摩摩擦，引引起机体体升温，从从而影响响到身体体其他器器官的正正常工作作。 非热热效应：人体的的器官和和组织都都存在微微弱的电电磁场，它它们是稳稳定和有有序的，一一旦受到到外界电电磁波的的干扰，处处于平衡衡状态的的微弱电电磁场即即遭到破破坏，人人体正常常循环机机能会遭遭受破坏坏。 累积积效应：热效应应和非热热效应作作用于人人体后，对对人体的的伤害尚尚未来得得及自我我修复之之前再次次受到电电磁波辐辐射的话话，其伤伤害程度度就会发发生累积积，久之之会成为为永久性性病态或或危及生生命。对对于长期期接触电电磁波辐辐射的群群体，即即使功率率很小，

41、频频率很低低，也会会诱发想想不到的的病变，应应引起警警惕！ 各国国科学家家经过长长期研究究证明：长期接接受电磁磁辐射会会造成人人体免疫疫力下降降、新陈陈代谢紊紊乱、记记忆力减减退、提提前衰老老、心率率失常、视力下降、听力下降、血压异常、皮肤产生斑痘、粗糙，甚至导致各类癌症等；男女生殖能力下降、妇女易患月经紊乱、流产、畸胎等症。随着着人们生生活水平平的日益益提高，电电视、电电脑、微波炉炉、电热毯毯、电冰箱箱等家用用电器越越来越普普及，电电磁波辐辐射对人人体的伤伤害越来来越严重重。但由由于电磁磁波是看看不见，摸摸不着，感感觉不到到，且其其伤害是是缓慢、隐隐性的，所所以尚未未引起人人们的广广泛注意意

42、。家用用电器尽尽量勿摆摆放于卧卧室，也也不宜集集中摆放放或同时时使用。看电电视勿持持续超过过3小时时，并与与屏幕保保持3米米以上的的距离；关机后后立即远远离电视视机，并并开窗通通风换气气，以洗洗面奶或或香皂等等洗脸。用手手机通话话时间不不宜超过过3分钟钟，通话话次数不不宜多。尽尽量在接接通1一一2秒钟钟之后再再移至面面部通话话，这样样可减少少手机电电磁波对对人体的的辐射危危害。具有有防电磁磁波辐射射危害的的食物有有：绿茶茶、海带带、海藻藻、裙菜菜、Vaa、Vcc、Vbb1、卵卵磷脂、猪猪血、牛牛奶、甲甲鱼、蟹蟹等动物物性优质质蛋白等等。 编辑本本段电磁波的的特性与声声波和水水波相似似，电磁磁波

43、具有有波的性性质。可可以发生生折射等等现象。它它的速度度，波长长，频率率之间满满足关系系式：速度度=波长长频率率。 编辑本本段直观动态态演示wwww.pphy.ntnnu.eedu.tw/demmolaab/jjavaa/emmWavve/iindeex.hhtmll 编辑本本段电磁波的的应用电磁磁波为横横波，可可用于探探测、定定位、通通信等等等。电磁磁波谱(波长从从长到短)是无线线电波,微波,红外线线,可见见光,紫紫外线,伦琴射射线(XX射线),伽玛玛射线.应用：无线电电波用于于通信等等微波用用于微波波炉红外线线用于遥遥控、热热成像仪仪、红外外制导导导弹等可见光光是所有有生物用用来观察察事物

44、的的基础紫外线线用于医医用消毒毒,验证证假钞,测量距距离,工工程上的的探伤等等X射线线用于CCT照相相伽玛射射线用于于治疗,使原子子发生跃跃迁从而而产生新新的射线线等.无线电电波。无无线电广广播与电电视都是是利用电电磁波来来进行的的。在无无线电广广播中，人人们先将将声音信信号转变变为电信信号，然然后将这这些信号号由高频频振荡的的电磁波波带着向向周围空空间传播播。而在在另一地地点，人人们利用用接收机机接收到到这些电电磁波后后，又将将其中的的电信号号还原成成声音信信号，这这就是无无线广播播的大致致过程。而而在电视视中，除除了要像像无线广广播中那那样处理理声音信信号外，还还要将图图像的光光信号转转变为电电信号，然然后也将将这两种种信号一一起由高高频振荡荡的电磁磁波带着着向周围围空间传传播，而而电视接接收机接接收到这这些电磁磁波后又又将其中中的电信信号还原原成声音音信号和和光信号号，从而而显示出出电视的的画面和和喇叭里里的声音音。电磁磁波的电电场(或或磁场)随时间间变化，具具有周期期性。在在一个振振荡