电磁波如何传递信息？你知道多少！

根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场在其周围空间要产生变化的磁场，而变化的磁场又要产生变化的电场，二者相互依赖，相互激发，交替产生，就产生了电磁波。

电磁波几乎无处不在，手机通话接听声音，电视直播视频画面，收音机收听美妙音乐，都是依靠电磁波，那么电磁波到底是如何传递信息的？

简而言之，我们说话，通过麦克风转换成模拟连续电压(电流)信号——低频信号，然后用高频信号采集低频信号，通过天线以电磁波的形式发出，另一端接收信号，就达到了传递信息的目的。

电磁波的具体发射及接收过程

1. 由载波发生器产生高频振荡电流——高频载波信号。
2. 把要传递的音频和视频信号变成电流信号——调制信号。
3. 将载波发生器产生的高频载波信号和音频、视频的调制信号一同输入到调制器中，使高频载波信号随着传递的声音图像信号发生相应的变化，再把这样的高频载波信号送到发射天线，发射的电磁波就带有声音图像信号。
4. 电磁波在空间传播时，如果遇到导体，会使导体中产生感应电流。感应电流的频率跟激起它的电磁波的频率相同。在无线电技术中，用天线和地线组成的接收电路来接收电磁波，当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫做电磁振，相当于机械振动中的共振。
5. 用解调器选出所需要的音频信号和视频信号，分别送到扬声器和电视机，就能听到声音和看到图像。

为什么不直接传送低频信号？

我们知道，各种乐器，包括弦乐器、管乐器和打击乐器，都是由于产生驻波而发声。弦或管内空气柱的长度必须等于半波长的整数倍。固定的琴弦，能够产生最大的波长取决于弦长。

驻波

同理天线的长度与天线工作频率的关系为：

L=c/(2f)

其中L表示天线长度，c表示光速，f表示天线的工作频率（工作频率指天线的共振频率）。

人的声音频率仅有1kHz左右，信号频率很低，波长很长，那么天线需要数十公里。因此需要把低频信号调制到高频载波信号上。

低频信号如何调制到高频信号上？

通常有两种方式，调幅（AM）和调频（FM）。

1. 调幅(AM）：用调制信号控制载波信号的振幅，使载波的振幅随着调制信号变化。已调波称为调幅波。调幅波的频率仍是载波频率，调幅波的形状反映调制信号的波形。调幅系统实现简单，但抗干扰性差，传输时信号容易失真。
2. 调频(FM）：用调制信号控制载波信号的振荡频率，使载波的频率随着调制信号变化。已调波称为调频波。调频波的振幅保持不变，调频波的瞬时频率偏移载波频率的量与调制信号的瞬时值成比例。调频系统实现稍复杂，占用的频带宽，抗干扰性能好，传输时信号失真小，设备利用率也较高。

说的通俗点，调幅是把低频信号与高频信号的振幅叠加。类似于图一Cos(20x) Cos(5x)。

图一：Cos(20x) Cos(5x)

调频是把高频信号的频率部分加上低频信号的振幅部分。类似于图二Cos(20x Cos(5x))。

图二：Cos(20x Cos(5x))

单一的电磁波就这样传递了复杂的信息，然而电磁波仅有频率、振幅、相位等几个参量，而信息却各式各样，二者是如何自洽的？看上去是一种悖论，那么信息到底是什么？