雷达通信使用的是电磁波吗（雷达信号的载体）

上两讲中讲到雷达利用电磁波遇到目标的反射特性来检测和定位，很多朋友可能对电磁波是个什么东东还一脸懵逼。本期我们就来讲一讲什么是电磁波。首先得声明一点，我写文章主要是以大众都能看懂为目的，而不是讲晦涩难懂的大理论（实际上这一讲我也讲不了理论），有些地方为了形象，具体描述不一定精确，但是对于理解什么是电磁波完全足够。

詹姆斯·克拉克·麦克斯韦

说起电磁波，就不得不提物理界的三大神一般存在的人物之一——麦克斯韦，说起物理界十大科学家排名，其他的可能有争议，但是牛顿、爱因斯坦和这位麦老爷子可以说是无任何争议的是前三名。那凭什么麦老爷子这么牛逼可以和牛顿和爱因斯坦相提并论呢，就凭他在100多年前（1864年）电灯都还出现的时候就凭纸和笔推导出了麦克斯韦方程组，预言了电磁波的存在，并且根据他所计算的电磁波的速度与当时所测量的光速几乎相等预言光也是一种电磁波。他的麦克斯韦方程组我放在这儿就可以感受一下他的魅力，它有积分和微分两种表达形式。

积分形式

微分形式

是不是看了一脸懵逼，啥都看不懂。不要慌，我也看不懂，虽然我所从事的雷达行业以电磁波为基础，但是我依然看不懂这个公式。不是因为我有多划水，而是不需要。而且我相信从事无线电行业的绝大多数工程师也跟我一样，对这个公式都是一知半解。所以你们就更不需要知道这个公式是怎么来的，它是怎么预言电磁波的存在的了。

虽然我们不需要从数学上去理解电磁波是什么，但是我们可以定性的来解释一下什么是电磁波。简单点说，电磁波就是以波的形式传播的电场和磁场，再简单点，电磁波是以波的形式传播的能量。它和声波、水波、震荡波一样，本质上都是一种波，只不过他们的速度、传输介质（电磁波可以在真空中传播，不需要传输介质）、能量形式完全不一样。不知道小伙伴记不记得，初中物理我们学过两种与电和磁相关的现象。第一个是电生磁的现象，在通电的导线附近放一个小磁针，小磁针就会感应到磁场而发生偏转。第二个是磁生电的现象，用一个闭合的导线切割磁场，导线中就会有电流流过。

电生磁现象

磁生电现象

这两个现象加在一起说明电和磁能相互转化，说的稍微专业一点，即是交变的电场能产生磁场，交变的磁场又能产生电场。让我们想象一下，电场产生磁场，磁场产生电场，然后电场又产生磁场，无线循环下去，电场和磁场就会以波的形式向外传播出去了呢？而我们刚才说过，电磁波就是以波的形式传播的电场和磁场，这样电磁波就产生了。

电磁波

产生电磁波的理论解决了，但是如何真正产生和检测电磁波却又成了问题。这个任务就交到了另一个对电磁波做出卓越贡献的人身上，那就是赫兹。

海因里希·鲁道夫·赫兹

1864年麦克斯韦在发表他的电磁波理论后，这一理论传到的德国，立马引起了赫兹的注意，并立志要验证电磁波是否存在。在1886年10月，赫兹作的放电实验偶然发现了电磁共振现象，并在此后进一步用未闭合电路和未闭合的线圈分别产生和探测到了电磁波。并且测得了电磁波的波长、频率和速度，与麦克斯韦的预言完全一致，从而从而证实了电磁波的存在，从此，电磁波就真正诞生于世，造福人类，并且彻彻底底改变了人们的生活方式。

电磁波广泛应用于通信、雷达、侦查等各个领域，当你用手机跟家人进行通话、在淘宝上进行购物，在抖音上刷视频的时候，背后都是电磁波在帮你们传递信息。雷达在现代战争中已成为不可缺少的核心装备，是武器的眼睛，敌方战场信息的收集、武器的目标指示，导弹的寻的都离不开雷达这双眼睛，而雷达发射和接收的也是电磁波信号。哪怕是你的厨房用具也离不开电磁波，微波炉也是靠电磁波对食物进行加热的。