电磁波理论的创立到现在还不到一百年,无线电的发明也不过是六十多年前的事情,但是无线电的用途却是日新月异,而且仍在继续不断地向前发展。最初无线电的用途主要是在通讯方面,它利用电磁波在空间的传播代替了金属导线,因此信息的传递不受海洋山川的阻隔,使千里音问,瞬息即至,对电气通讯起了划时代的改革。不久,随着电子管的发明,使无线电技木更有飞跃的进展。到三十年代初期,无线电广播,无线电话,有线电载波通讯和工业电子学逐相继问世,初步开拓了电子学应用的广阔场所。第二次世界大战加速了无线电定位术(雷达)的发展,因此脉冲技术,和微波技木均有长足的进步,导致了它进一步的高度发展,使最近十年来,它的新用途层出不穷,一日千里地朝着更广阔的方向迈进,如电子计算技木,电子控制技术的广泛应用,已使无线电一个名词顾名思义不能充分表现它的功用,而要用无线电电子学一个名词来作较全面的说明了。目前它已经不仅仅是限用于某些部门而将扩展到国民经济的每一个部门中去,并将成为我们日常生活中所不可缺少的东西了。
现在把它近来的一些新的用途与我们国民经济或日常生活有关的简单介绍于后,并先从通信方面说起。
一 通讯方面
由于科学技木的发展,无线电电子学的应用早已不局限于无线电通讯,而同样普遍地应用于有线电通讯,尤其是近年来晶体管以及新型元件的发明,使得它不仅促进了固定通讯业务的更高度的发展,并且扩展了流动通讯业务的领域。
1.流动通讯业务 无线电发明之初,流动通讯即服务于水上业务,使航行中的船舶能与陆地通讯,因而对于海上生命安全作出了前所未有的贡献。现在流动业务的领域除水陆通讯外,不仅扩及陆空通讯使飞行中的飞机能与航空站联络,而且在陆上也有了火车的与汽车的通讯设备,使人们在搭乘这些交通工具的旅程中同样可以通讯,充分利用宝贵的光阴,不失时机。近来交通的发达,事物的发展,使这方面的无线电又有了许多新用途。
公路干线车务调度:公路干线交通频繁,地区广阔,自然环境又各不同,因此近代公路干线逐利用无线电来组成完善的公路通讯网,传达运行措施,调度业务。遇有天气变化,即用它来通知沿线工作人员作必要的准备以保障行车安全。如遇意外事故,立即调度修理或救护车辆在最短期间到达出事地点,处理善后,保证迅速恢复正常交通,将受伤者送往医院治疗,并在途中利用这一通讯网与医院作好必要的安排。由于它的通讯需要时刻在变化着,有时需要通知全线,有时只限于某个地段,而各点间又要保证相互通讯,所以这类通讯网的组成一般是采用基地电台,固定中继电台,流动中继电台和流动电台等单位来完成的。它既要具有通讯网的完整性又要具有相当的灵活性。它们使用的频率一般在公尺波范围内,但基地电台与基地电台间相距较远的,同时也各有短波设备,以便通讯。这种通讯制度也可适用于性质相似的用途。
森林防护:无线电通讯对于森林防护的作用,近来亦日趋重要。森林防护了望站在发现火警时即可利用无线电通知防护站,防护站即派出消防队员由直升飞机载往失火地点,进行消防工作。由于消防队员配备了无线电通讯设备,他们可以按照了望站或飞机的指示进行消防,而不致有迷失方向的危险,同时并可使相距较远的不同消防组在统一指导下协调工作,以达到在最短期间扑灭火灾,减少损失。
2.固定通讯业务 为了适应战后日益增长的通讯需要,在一条电路上同时传输若干个电话或电报的多路传输逐成为急迫的问题,同轴电缆和微波接力的多路通讯制度逐应时产生并已广泛应用。海底电缆亦采用了长寿命,省电电子管的特制增音器并把它接合在电缆内,使越洋多路有线电话也得予以实现。但是同轴电缆成本昂贵,而且它的传输衰耗又随着频率的增高而增加,频带宽度逐有了一定的限制。至于微波接力制在15,000兆周以上又易受大气中氧和雨点的吸收作用而使衰耗大为增加,所以频宽的扩展也就受了限制。因此,近年来世界上又以新的方法来开辟多路通讯。

波导管多路通讯:近来在国外已有利用50,00O兆周频率,TE\(_{0}\)1型的公厘波在圆柱形波导管中作传输试验,证明它在长距离通讯中比用同轴电缆不但能传输更多电路,节省许多金属,而衰耗较小,使增音站的数目可以大为减少,建设和维护费用均可因以节省。由于它有专用的传输管道,它可不会像微波接力通讯制那样受氧与雨点的吸收影响。同时因为使用的频率更高,频带就更宽,所以它的电路容量也远较微波接力制大得更多,而所需费用却又大致相同。TE01型波的传输特性是频率愈高,衰耗愈小,因此有可能使波导管传输向更高的频率发展。虽然波导管制造工艺方面的要求将更精确,较高功率的,稳定的公厘波的产生也不是轻而易举的,但随着科学技术的发展和工艺制造的改进,都有可能使这种新的通讯工具早日付诸应用。
远距离公尺波通讯:由于过去对于电波在大气中的传播知识还掌握得不够,一般认为在30兆周以上的电波作超越地平线通讯时,接照绕射理论,衰耗太大,所以它们的可靠通信就被限定在视线距离以内,而对于视线距离以外的可能通讯却被解释为由于电离层的反常现象所致。但是近年来实践证明,尤其是通过对有些公尺波电路较长时间的测试,说明利用公尺波作超视距通讯时,虽然讯号的场强要比作视线内的传输时衰减得很多,但是比按照绕射理论所得的计算要高出数百倍。因此,利用增强发射功率和大天线增益(也就是把定向天线的尺寸加大)以及定向分集制收讯,就有可能使公尺波通讯可以成为不太多的多路远距离通讯制中的最经济工具,而利用适当的中继站并可构成全国的以至世界的通讯网,使无线电通讯设备有可能做到更经济和更广泛地为人民服务。公尺波的所以能够经常达到地平线以外,不是由于电离层的反射,也不是由于地面的绕射,而主要是由于大气中折射指数的不均匀性,因而使公尺波和公寸波在电离层和对流层间有前向散射的作用。
3.电子交换的自动电话 到现在为止,城市内使用的自动电话如步进制,旋转制,纵横制等,都是电气机械式的,也就是利用电气来控制机械动作,以完成用户间的接续工作。纵横制的机械动作虽较小,但其继电器的接点众多而又均为贵金属所制成,价值昂贵。所有这些利用电气机械的自动电话因为磨损较大,接点间又易引起杂声,因此世界上科学家和工程师们就很早想用电子学原理来设计电子交换的自动电话。由于冷阴极管和晶体管的发明,这种理想近年来已有初步成功。它可以免除机械元件所带来的种种缺点,大大提高通话的质量,并且接续时间快,达到可靠耐用的目的。
在市内电话方面,近来也有人试验用窄频带电视方法来传递人像,对有声有影的电话通讯提供了初步的可能性。
二 计算和控制方面
采用电子元件作为计算和辅助计算设备的电子计算机,能在极短时间内作出很多次的繁复演算,例如每秒内可以作一万次十进位的计算,所以它在计算方面已解决了很多费时很久或为人力所不能做的运算问题,大大地节省了脑力劳动。苏联科学院成功地完成了用电子计算机来做语文翻译,充分地说明了电子计算机的惊人功用。电子计算机的发明虽仅十年,但用途的广阔正与日俱增,下面所述是在运算以外的一些用途。

企业资料处理 电子计算机里的存储设备,由于利用磁记录技术,能够存贮五百万个数字并能随时取用,因此,电子计算机已不是仅供繁复计算的运用,而且还可记录企业资料,使企业管理部门能够根据需要,随时了解企业的情况。同时,它又能利用长途电讯电路把各地有关的资料联系起来,予以存储、综合、分析和处理,提供管理部门参考,使企业能及时掌握各地情形,大大地提高了管理的效率。
生产自动化 电子计算机里的存储器,可以随时接受工艺过程方面连续性的指令,迅速而正确地做出大量繁复的计算,再根据计算结果自动选择最好的方式来安排生产,完成自动化工作。例如有一种具有复杂电路的自动布线机,它可以把工艺过程方面的连续性指令变成相应的凿孔纸知,送到计算机的存储器上,通过存储器和一系列的继电器将指令变成电气讯号来控制机器的歪轮和齿轮,便可按一定的程序进行生产而达到完全自动化。此外原子能生产企业的自动化也是用这个方式来达到的。这种自动化制度还能在许多工业生产部门中得到发展,从而保证产品的质量,提高生产率,大大地减轻工人的劳动,做到社会主义社会的生产自动化方式。
自动导航 电子计算机与雷达配合应用后,便可做远程导航的设备。如果将空航路程,从起飞到着陆的过程中,对自动驾驶器应有的指令和根据风速而作调整的指令都利用凿孔纸条记录人存储器内,即可得到自动导航。近年来晶体管的问世,元件小型化和印刷电路亦都得到相当成就,因而有可能使电子计算机与控制系统做得小巧玲珑,可靠耐用地装在飞行器内而达到更好更省的自动导航目的。
三 电视方面
电视的多种用途已为大家所熟悉的了,现在再将近来几种新用途简单介绍如后:

工业电视 在工业生产过程中重要环节的地点配上了电视摄像设备,并联接到管理中心,使管理人员随时可以经此电视系统了解全部生产情况,便于采取有效措施来组织均匀的,有节奏的生产,这就是专用电视重要用途之一。它也可用来解决有些原来没有办法解决的问题,例如某些生产过程由于产生高温不易逼视;有此生产过程产生危害性的气体或有放射性的危险,不能进行现场观察。在这些地方现在有的采用彩色电视,使更接近实际,作出更精确的观察,并有采用立体电视的趋势,以便增加观察时的认识力。
教育电视 外科手术教学中采用电视是比较普遍的。近来它也扩展到一般的教学中去。它将电视摄像机和微音器装在主讲室内,经过控制和发送系统传送至各听讲教室内,这些听讲教室只须具备相当联络设备,并不限定在同一地点,因此对师资缺乏的问题提供了解决的途径。此外这种教育电视也可用来作为生产劳动模范传授先进生产技术的一种方法。
医疗电视 简易的电视摄像机配合了医用显微镜和电子计数器后,可以迅速地计算血球数量,缩短诊断时间,使有些严重疾病能得到及时的治疗。
四 无线电天文学方面
能通过大气层到地球的电磁波范围为自几公厘到20公尺波长的频带,它比从7×10\(^{-4}\)到3×10-4公厘波长的光波要宽得多。宇宙星体在电磁波频带范围内所发射的能量也较它们在光波频带范围内所发射的为多,而波长较光波为长的电磁波又能透过宇宙尘埃而不致被它衰减得很大,所以近年来无线电天文学在雷达技木的基础上获得了很大的发展。它利用面积很大的抛物面定向天线和高灵敏度的接收机来发现了新的星座,同时也有可能对它们进行详细的观测。它并不利用光波,所以在白天也可进行观测,这就增进了观测的方便。由于太阳对于地球的密切关系,进一步对太阳的深入而详尽的观察以及随着无线电天文学的发展,人们对宇宙间的知识将更丰富,而对自然界的规律也将掌握得更多。
五 无线电气象学方面
自雷达技术发展以来,雷达屏幕上有时出现云雨迹象,这是因为云雨对于公分波具有部分反射作用,使雷达发出的电波有一部分又被反射回来之故。利用这一事实,雷达设备便被用来推测天空气象情况而产生了无线电气象学。
六 无线电在原子能方面的用途
无线电电子学在原子能的利用和研究方面已提供了测量、自动化、遥控和加速等方法,使和平利用原子能得到巨大的成就,获得世界上亿万爱好和平人民的热烈拥护。因此,无线电电子学这一门科学更加显得重要,迫使它更向前发展。近年来在这方面又提出了直线电子加速器的方法,即将电子由电子枪从具有等于光速行波的圆柱形电荷波导管的一端注入,在它遇到管内电磁波的轴向电场,即被推向前进,迅速地被加速到接近于光的速度,因此获得了很大的能量,为加速器开辟了一个新的道路。
七 无线电在医疗方面的用途
无线电在医疗方面已有了较久的历史,如高频电疗等等,兹不赘述。近年来无线电电子学对医疗方面又提供了许多新的方法,如利用加速设备而获得的超高压X射线来医治癌症,即是一个例子。
用深度X射线来医疗癌症正如用镭锭来医治癌症一样,已有多年历史了,但是它对有病毒和健全的细胞组织同样起了破坏作用,所以治疗结果并不能完全满意。现在利用范德格拉夫高能电机所产生的超高压X射线,就有可能使深藏的毒瘤受到有效的遏制,而对于皮肤及健全细胞组织可以受到远较普通旧式深度X射线为小的灼伤。这是因为由2百万电子伏设备所产生的强烈的超高压X射线具有透入人体深处的能力。因此如能在不大影响人体健全细胞组织的情形下,使用足量的这种超高压X射线,即可将癌症治愈或至少可使癌症的蔓延得到遏制,患者的苦痛得到减轻,垂危生命得到延长。这种新的超高压X射线具有这样的强度,使得医疗时间可较目前放射性钴-60所需时间减少三分之二。这不仅可以减少患者的不适,并可使医疗机构能治疗更多的病人。
无线电电子学的发展方兴未艾,对于它的应用场所也将更加广阔。随着党和政府向科学大进军的号召,我国无线电电子学的发展也将一日千里地前进,以适应祖国伟大社会主义建设的需要,而无线电的新用途也一定将推陈出新向国民经济,文化和国防的各方面前进。(卢宗澄)