电磁波是个好东西。很难想象，若有一天的时间里没有任何用电及电磁波的设备运转，世界会是怎样？但，这不是这里要讨论的内容。本篇短文的目的是足够通俗的方式来介绍一点无线通信的部分过程及研究对象，真的就只谈一点点儿。具体内容聚焦于无线通信的底层设计，而你手机号码的作用，以及如何打一通电话从西藏到北京涉及的上层设计，请参考其他相关资料。

   首先，我们以一个例子来区分“消息”和“信号”两个概念：明天上午9：00考试，两位好兄弟决定发挥他们的革命情谊共进退---准备作弊对答案。他们约定“摸耳朵”表示答案是C，“摸鼻子”表示答案是B。大家是否同意，这其实已是一个通信系统。通信的双方（称之为信源和信宿，或者称为发送端和接收端）就是这两位兄弟，要传递的“消息”是考试题目的答案（B, C等），而摸耳朵，摸鼻子是该系统采用的“信号”。

   通信的核心目的是传递消息，而采用什么信号完全取决于约定设计。比如，他俩可以约定“笑”表示答案是C，“哭”表示答案是B。这个信号设计理论上也可行，但效果明显要差一些。希望大家通过这个例子，能体会消息和信号的区别。

   现实生活中消息是丰富多彩的，可以是语音，文字，图片，视频等等。对于无线通信来说，所有这些消息最终对应到的信号都是电磁波信号。如上面考试作弊的例子，同一个消息我们可以设计成不同的电磁波信号，但不同设计效果有好有坏。那么，问题的关键就是如何设计对应的电磁波信号，达到高质量（速度快，准确度高等等）的通信。之所以我们说消息“最终都是电磁波信号”，是因为消息到电磁波信号的转换并不都是一步就完成的，其中可能经历多步处理过程。

在这个系统框架下，我们至少有两个问题可以问：

1.怎么把图片变成电磁波信号，以及反过来如何把电磁波信号变成图片？

2.怎么样的电磁波可拿来用，或者说电磁波有哪些特性？

我们先讨论第二个问题：认识一下电磁波 

   我们认识事物的基本方法中常见的有：分类，分解与组合。

   认识电磁波也不例外。所有电磁波主要可以分类为：无线电波，微波，红外线，可见光，紫外线，X射线等。讲分类就一定先有分类的依据或准则，这里的分类依据就是频率。具体地，这里的分类排序是根据频率从低到高排列的。问题又来了，什么是频率？

   频率就是在1秒内该电磁波信号能经历的重复周期个数，单位为赫兹，1秒内经历几个周期，频率就为几个赫兹。很显然，第二个信号比第一个信

号变化得更快（从横向来看），1秒内经历的周期个数比第一个多，那么第二个的频率就比第一个信号的频率高。第三个信号不是按某个规律周期性变化的，那怎么谈它的频率呢？

   跟大家分享另一个例子：假设我们只有红，绿，蓝三种颜色的液体。现在给你一杯不知该叫什么颜色的液体，我们有什么办法来描述它？基本上来说，不管那杯未名的东西是什么颜色，按某个比例来混合红绿蓝三种液体总可以得到那杯东西的颜色。对于电磁波信号，类似地，第三个电磁波信号长成那样是因为多种不同频率的电磁波混合在一起了。也就是说，如果想得到一个奇怪的信号，我们可以按某种方式混合不同频率的信号。反过来，怎么样知道任意一个电磁波信号是由哪些不同频率混合出来的呢？也就是怎么把一个信号分解成不同频率的信号? 

这就是让不少同学头疼的傅里叶变换以及频谱分析的内容了。讲到这，大家应该已注意到，我们只不过用了分解与组合的思想去研究信号。

   还有一个问题，不知大家有没有发现：同一个电磁波信号，它有没有可能既能由频率为1，2，3的信号混合出来，又能由频率为4，5，6的信号混合出来呢？我们希望答案是不能。否则，谈这个电磁波的频率，我们不知道该谈1，2，3还是4，5，6了。为什么不能，就需要一些数学理论依据来保证了，此处省略一万字。假设一个信号由从某个频率（比如1000赫兹）到另一个频率（比如6666赫兹）之间的频率混合出来，我们称1000-6666赫兹为这个信号的频谱区间。混合红绿蓝三种颜色的时候，我们谈到比例（多少）不同，混合出来的颜色不一样。如果是混合不同频率的电磁波信号，比如频率为1，2，3的电磁波，这个所谓的“比例”指什么呢？指不同频率的信号的能量。

   第二个信号的变化幅度（从纵向来看）比较大，所以它的能量比第一个大。换言之，如果你的手机一直发射第二个信号，手机电池会比一直发射第一个信号更快没电。

   关于频率，最后再提一下，为什么关心频率呢？因为人们发现处于不同频率区间的电磁波有不同的特性。仅举两例感受一下：例一，相信你不会希望你手机打电话时一直发射的是X射线（就是医院用来照X光的）；例二，把不同频率的电磁波发射出去对天线尺寸的要求不同。简单来说，频率越低要求的天线尺寸越大，频率越高要求的天线尺寸越小。从而频率太低的话，你可能得随时扛一根旗杆那么长的天线才能打电话，你愿意吗？有兴趣的话，大家自己去看看车载广播用的频率一般是多少，你的手机通信用的频率是多少，然后比较汽车上的天线和手机的天线大小。

   对于电磁波信号的研究处理还有很多内容，下面介绍另外一种也是用分解组合思想可以理解的。如实线信号(黑色的，几乎把其它虚线包起来的那根线)，它可以分解成图中那些虚线信号的叠加，即那些虚线信号混合起来就可以得到那个实线信号，跟上面讲的不同频率的信号混合是类似的。请注意观察，这些虚线信号形状都是一样的，唯一的区别就是它们的幅度，也即是上面提到的信号的能量。再仔细观察一下，每个虚线信号的顶点（也就是幅度最高那一点）是实线信号上的某个点，而每个虚线信号的顶点的高度完全决定了它们各自的幅度（能量）。换句话说，给一个电磁波信号，我们可以只用该信号上的部分点，然后在这些点的位置产生一个以这些点为顶点的形状如图中虚线的信号，那么产生的这些信号混合起来就是最初给的那个电磁波信号，至于最初给的信号上其它没被用到的（无穷多个）点长什么样子，我们可以不关心。要知道其它没被用到的无穷多个点可是会千变万化的，居然可以不关心，是不是很酷? 

   这就是奈奎斯特采样（或称为抽样）定理以及信号重建的内容。至于为什么可以这么酷，是不是拍脑袋想当然的，就还是需要一些数学理论做保证了，再次省略一万字。

  本公司主营激光物位计,激光液位计,激光传感器,激光测距仪,激光液位仪,激光物位仪,激光物位开关，HZH-DDJ-L,HZH-DDJ-S,HZH-SMJ-EW50,HZH-LASER-TNRN无线阀门定位器、无线阀门反馈器