射频的诞生

射频是一种利用电磁波的频率来传输信息的技术。

射频依靠的是电磁波，电磁波是通过空间电场与磁场变化从而传递能量的一种现象。电磁波能量传播的一个重要特点是可以进行不需要（至少在现在的理论分析中是不需要的）介质的传输，电磁波甚至可以在真空中进行传播。电磁波的这种传输特性给了人类很大的想象空间：如果信息可以“凭空”传递出去，送信传报，不就再也不需要马匹、信鸽了吗？而且速度更快，可靠性更高。

带着以上憧憬，人类对电磁波展开了一系列研究。自1831年，40岁的英国物理学家法拉第（Michael Faraday）首次发现了电磁感应现象后，众多聪明卓越的科学家便投入电磁学的研究中。也许是命运的巧合，在法拉第首次发现电磁感应现象的1831年，另外一位著名的电磁学物理学家麦克斯韦（James Clerk Maxwell）诞生了，没错，就是那位用4个方程式奠定了整个电磁学理论基础的天才物理学家。1831年，人类的电磁学命运就这样神奇地完成了交棒。

麦克斯韦极其聪明勤奋，1847年，16岁的他就进入了英国苏格兰的最高学府爱丁堡大学进行学习；1850年，他又到人才济济的剑桥大学求学，毕业后在剑桥大学任教。在剑桥大学期间，麦克斯韦读到了法拉第的研究成果，迅速被其新颖的实验和见解所吸引。麦克斯韦开始对电磁学进行研究，并发表了一系列成果。1864—1865年，麦克斯韦总结了他研究的电磁理论，将其简化为4个方程式，即经典的麦克斯韦方程组。他认为光也是一种电磁波，所有电磁波都遵循同样的规律。1873年，42岁的麦克斯韦出版了关于电磁理论的经典巨著——《电磁学通论》。

麦克斯韦的理论分析使人们重新认识了“光”，还为人类找到无线通信的媒介。可以说，没有麦克斯韦的发现，就没有现代电子学，甚至没有现代文明。

只有理论猜测还不足以使人们相信电磁波可以改变人类历史，在法拉第与麦克斯韦等先驱物理学家对电磁理论进行研究后，世人对这种看不见、摸不着的现象还是充满怀疑。真正用实验证明麦克斯韦理论的，是1887年的赫兹实验。当时，30岁的赫兹（Heinrich Rudolf Hertz）设计了实验，证明了电磁波的存在。赫兹实验轰动了全球科学界。自此，由法拉第开创、麦克斯韦总结、赫兹实验证明的电磁理论，取得了决定性的胜利。电磁学发展也进入了快车道。

电磁学是射频技术的基础，电磁学要比射频技术范围广得多。根据频率的不同，电磁波分为射频、太赫兹、红外线、可见光、紫外线、X射线、伽马射线等。不同类型的电磁波有不同的应用，例如，可见光是人眼就能感知的电磁波，射频与微波可应用于无线通信，X射线可以用于医学和工业检测。

虽然电磁波的理论范围非常广泛，但考虑产生及传播的实现难度、传播效果等因素，在射频通信里，只选取了其中的一小部分用于射频技术使用。

在当前的定义中，一般称频率范围在300kHz到300GHz的电磁波为射频频率（Radio Frequency，RF）。通过射频的英文名称也可以看出，射频频率是主要用作广播（Radio）通信的频率。射频在电磁波频谱中的位置如图1-1所示。

图1-1 射频在电磁波频谱中的位置

虽然射频只是一项物理技术，但它的发现与应用却极大地推动了人类文明的发展。这项技术在20世纪得到迅速发展，在通信、广播、雷达、导航、遥控、医疗、军事中，都得到广泛应用。

射频不仅是人类文明的一部分，也是人类文明的推动力。射频不断发展和创新，不断被应用于各种领域，在满足人类社会需求的同时，也不断应对着技术发展带来的挑战，影响和改变着人类社会的结构与文化。

射频使人们跨越了时间和空间的阻碍，实现了远距离、高速度、高容量的信息传输，让地球变成了“地球村”，使全球社会结构发生了彻底改变；射频使人们可以探索和利用更广阔的空间和资源，如在卫星、航天器、无人机等领域的应用，使我们从此能以更广大的视角来观察我们身处的宇宙环境，拓展了人类认知的边界与深度，让人类能够超越原有的限制，实现对更广阔世界的感知；射频还提高了我们的生活水平，改善着我们的工作协同方式，如在手机、电视、无线互联网、导航、雷达等领域的应用，极大地促进了人类社会的交流和发展，使人类的行为和创造文明的方式都发生了改变。