圖文：使用H-4855單兵任務電臺的英軍士兵。注意安裝在步槍上的按-講開關(PTT)
先進單兵電臺性能揭秘(組圖)
上世紀90年代以來，由於通信技術突飛猛進，軍事通信領域新設備層出不窮，單兵電臺(individual soldier radio)就是其中的佼佼者。這種電臺的作用是把一個班內徒步作戰的單個步兵橫向連接起來，因此又被稱為“班內揚聲器”。班長電臺可進入高一級的指揮網，從而把整個班聯入數位化戰場。
單兵電臺具有一些共同的特點：重量輕(不超過500克)、體積小，一般工作在特高頻(UHF)頻段，通信距離在開闊地區為500～1300米、在巷戰環境下150～500米、在建築物內三層樓，單價約為500～800美元。目前是話音優先，但正在向話音兼資料通信發展。單兵電臺的另一特點是，它們與士兵現代化計畫息息相關，是美、德、英、法、意等國士兵系統的重要組成部分。兩者的發展相互影響、相輔相成。
單兵電臺儘管前景廣闊.侶還是一種新興設備，目前只有以下幾種產品在市場上形成了競爭力。
H-4855單兵任務電臺
塞莱尼亚通信公司的单兵任务电台应用了无线局域网、低功耗、扩展频谱等先进技术。
馬可尼一塞萊尼亞公司的H一4855“單兵任務電臺”(PRR)是第一個進入市場的單兵電臺，目前英軍是該電臺的最大用戶。這種單工電臺工作在2.4～2.483吉赫頻段，有256個通道，採用直接序列擴頻技術防偵測和防截收。電臺使用兩組AA電池，輸出功率50～100毫瓦，通信距離在野外為500米、市區為150米、樓房中為三層。
H一4855電臺的一個重要特點是使用按一講(PTT)開關。按一講開關可以用纜線固定在電臺上，也可安裝在步槍上。班長的按一講開關既可提供至其他單兵電臺的入口，也可提供至上級戰術無線電系統的入口。另一特點是能與多種電臺相容。馬可尼一塞萊尼亞公司曾誇口說，他們迄今尚未發現這種電臺不能相容的電臺。
應英軍要求設計的H-4855電臺主要用於話音通信。但公司很快改進電臺設計，使其具有了資料通信能力。此外，為滿足有關國家士兵系統的要求，同時汲取了伊拉克戰爭的教訓，對該電臺作了一些重要改進。包括：
增加無人值守轉播裝置
H一4855電臺在地形受限區(如地下室和洞穴裏)與外面約200米遠處的單兵電臺通信，效果就很不理想。因此，馬可尼一塞萊尼亞公司設計了一種簡單的無人值守轉播裝置，置於地下室或洞穴入口處，以保障室內外的通信聯絡。
增加與車輛等的介面
這是應英軍和其他國家士兵系統要求而研發的設備，目的是通過這種介面提高下車士兵的態勢感知能力。目前已推出一種集成在H一4855電臺中、能與高機動多用途輪式車(HMMWV)介面的無線設備，並已出售給中東一些國家。此外，與直升機介面的設備也即將進行試驗。
擴大通信距離
有些國家的士兵系統要求單兵任務電臺的通信距離更大一些。例如，義大利“未來士兵”計畫提出，根據步兵班內2名士兵在戰鬥中的最大距離，單兵電臺的通信距離應達到1300米。
同時傳輸話音和資料
一般的士兵系統都希望單兵電臺除傳輸話音外，還能傳輸資料。H.4855目前已具有數傳能力。此外，馬可尼一塞萊尼亞公司正在為義大利開發一種基於H一4855的單兵袖珍電臺，它工作在800～900兆赫頻段，能同時傳輸話音和資料，數傳率38.4千比特／秒，用個人數位助理顯示資料。除義大利外，英軍“未來集成士兵技術”(FIST)計畫和澳大利亞“陸地125／勇士”計畫也訂購了這種電臺。
研製新型電池
用戶希望單兵任務電臺自給工作時間至少能達到24～36小時。這需要研製新型電池，如基於甲醇燃料電池再充電的鋰離子電池等。
H一4855單兵任務電臺目前在市場上占的份額相當大。2001年英軍訂購了5.5萬部這種電臺，其中一部分用於裝備在阿富汗和伊拉克作戰的英軍部隊。美海軍陸戰隊在伊戰前夕採購了6000部H一4855的改型電臺——“綜合班內電臺”(IISR)，後來採購數量又增加1.1萬台。現在已有21個國家購買這種電臺。馬可尼一塞萊尼亞公司的人說，“這種電臺就像剛出爐的點心一樣好賣。”
PNR一500單兵網路電臺
以色列国防军士兵佩带Tadiran公司的PVR-500单兵网络电台。 
PVR-500 单兵网络电台的全双工网络会议配置。
PNR是“單兵網路電臺”的英文縮寫。PNR一500最初是以色列Tadiran公司為以色列國防軍“未來士兵”系統開發的。它重370克，輸出功率250毫瓦，通信距離800米，工作在400～450兆赫頻段。這個頻段適用於野外、近郊、市區等不同的場地。PNP一500採用時分多址技術，有Tadiran公司宣稱的“獨家”全雙工會議能力，可在3個用戶同時通話時允許另一用戶緊急插入。PNR一500有15個預置信道，每個通道分為4個子通道，組成子網層。
PNR一500可通過按一講開關與其他單兵電臺及戰術電臺連接，還能連入甚高頻，高頻(VHF／HF)戰鬥網無線電臺。但目前PNR一500尚不能與所有的以軍戰術電臺通信，相容能力不如H一4855。不過，Tadiran公司最近開發出一種使用“藍牙”技術的無線頭戴，手持送受話器，通過安裝在電臺上的閘道，通信距離可達100米。此外，PNR一500還可通過閘道連入車內通信系統，為在車輛通信範圍內的下車士兵提供更高一級戰術通信系統的入口。同時，PNR一500如在地下室或洞穴中使用時，對外通信不受影響。這是它優於H一4855的地方。
PNR一500能同時傳輸話音和資料。現用數傳率為9.6千比特／秒。Tadiran一般把該公司生產的個人數字助理和PNR一500搭配出售，以便顯示資料。個人數位助理內嵌的全球定位系統(GPS)還能提供敵、我、友的位置資料。Tadiran稱，將進一步提高該電臺的數傳率，使之能傳輸圖像。PNR一500的另一重要優點是以軟體為基礎，因此，用戶可以不改變基本硬體，通過升級增加全雙工會議、保密等功能。
目前，以色列國防軍正在對其購買的100部PNR一500電臺進行野外試驗，並準備增加採購數量。此外，美國、澳大利亞以及幾個歐洲國家、南美國家和東南亞國家也在試驗這種電臺，它已成為H一4855單兵任務電臺強有力的競爭對手。
SRR一330短程電臺
SRR是“短程電臺”的英文縮寫。SRR一330是瑞典薩伯公司(Saab)的產品，由瑞典空軍使用的地面電臺發展而來。SRR一330工作在2.4吉赫頻段，輸出功率0.1～100毫瓦，有50個可選通道，採用跳頻時分多址技術，具有全雙工數位通信、通道無堵塞、自動降低噪音和聲控傳輸等功能，並能與公共交換電話網接1：3。數傳率256千比特／秒。SRR一330使用標準電池和壽命延長型電池，分別可工作16和24小時。電臺含電池僅重300克。
SRR一330電臺是預編程的。它能組成有1個主控台和14個受控台的網路，其中任何5個受控台能同時通話。Saab公司還為SRR-330開發了一種入口裝置，能把基於SRR-330的網路連入其他戰術通信系統。目前瑞典的“未來士兵”計畫、南非的“非洲勇士”計畫、美陸軍的“空中勇士”計畫和美國海岸警衛隊等都在試驗這種電臺。
TRC-51 50單兵電臺
泰利斯公司为德军“未来步兵系统”研制的单兵电台。目前已有15套装备了驻阿富汗的德军。 首批出現的單兵電臺中還有泰利斯公司TRC一5150單兵電臺，法國陸軍早在1999年就訂購了這種電臺。TRC一51 50僅重150克，工作在422.2～422.425兆赫頻段，通信距離800米(市區150米)。它使用重50克的600毫安培時鎳氫電池，能工作12小時。在競爭英軍單兵電臺的合同時，TRC一5150不敵馬可尼一塞萊尼亞的H一4855電臺而敗下陣來。
不過泰利斯公司贏得了為德軍“未來步兵”系統研製單兵電臺的合同。目前已有15套包括由台存內的士兵系統裝備了駐阿富汗的德軍。這種電臺集成在士兵裝載物品的背心中，用個人數位助理顯示資料，有內置式GPS接收機。電臺工作在345～355兆赫頻段，市區通信距離700米、野外超過1 200米，數傳率為19.2千比特／秒，能提供基於網際協定(IP)的自動組合網路，與其他戰術無線電系統接13。該電臺使用鋰離子電池，可工作24小時。
美軍的選擇
美国ITT公司的“矛头”，据称是目前能与“单信道地面与机载无线电系统”兼容的最小、最轻的甚高频跳频电台。
美軍自上一世紀90年代中期開始實施“陸地勇士”計畫時起，就把單兵電臺作為該計畫重要組成部分。由於“陸地勇士”屢遭挫折，直到伊拉克戰爭爆發，美軍自主研發的單兵電臺仍未出臺。美海軍陸戰隊在2000年採購了一批ICOM公司生產的IC一4008超高頻電臺，但對其性能不滿意，於是在伊戰前夕緊急採購了一批H一4855改型電臺。伊拉克戰爭期間，美陸軍下車近戰時由於電臺性能不佳，致使部分士兵不得不自購商用電臺。這種情況受到媒體批評、引起國會注意，促使陸軍在聯合戰術無線電系統(JTRS)列裝前尋求新的單兵電臺。目前除上文提到的有關電臺外，還有幾種電臺也在試驗中。 其中一種是美國國際電話電信公司(I T T)的“矛頭”(Spearhead)電臺。該電臺含電池和天線重500克，輸出功率100毫瓦～2瓦，電池可工作12小時。對美國用戶，它採用單通道地面與機載無線電系紡(SINCGARS)的加密技術，據稱是目前能為單兵提供SINCGARS相容能力的最小、最輕的甚高頻跳頻電臺。
另一種是雷聲公司“增強型定位報告系統”的小型電臺(EPLRSMicro—Lite)。它體積小(230釐米’)、重量輕(不含電池為400克)，是一種採用IP協定的資料電臺。它能同時傳輸話音和資料，用個人數位助理、電腦或手持裝置顯示資料，數傳率57.6和525千比特／秒。其按一講IP話音控制器用電纜與電臺連接。該電臺使用一個12伏的電池組，能工作36小時。
但最終美軍將用“聯合戰術無線電系統”計畫中的集群5為整個下車族提供單兵電臺。目前集群5已確定要包括12款“小型裝配式”(SFF)電臺。從嚴格意義上說，SFF不是獨立的電臺，而是裝配在其他平臺(諸如士兵系統、單個感測器、無人運載器和智慧彈藥等)中的射頻部分。這12款SFF中，有3款(SFFB、SFFC、和SFFI)是專為下車士兵設計的。首批集群5 SFF電臺將於2007年晚期交貨。
單兵電臺的出現是戰場通信的一次飛躍發展。過去下車步兵的無線電通信只延伸到班級，電臺一般只裝備到班長。第一次海灣戰爭時期，多國聯軍班內士兵通信基本仍沿用第二次世界大戰中的老方法，即用喊聲和手勢傳遞資訊。這種情況遠遠落後於民用通信。隨著“士兵是一個系統”慨念的出現，在這個系統中納入電臺的構想得到廣泛認同，因此，各國提出的士兵系統計畫無不把單兵電臺作為重要設備。
單兵電臺的優點主要表現為，首先，它使戰鬥中的單兵能迅速可靠地傳遞資訊、共用資訊，指揮效率和單兵態勢感知能力大大提高；其次，它把單兵連入了數位化戰場，使單兵能獲得數位化戰場上骨幹網路的支援，實施以網路中心的作戰。依靠這些優勢，單兵的殺傷力和生存力將得到空前的提升。正因為如此，單兵電臺的出現很可能會改變今後的單兵作戰方式。
未來單兵電臺的發展主要是增強功能，逐漸向掌上型電臺看齊。一般的掌上型電臺只比單兵電臺稍大一些，但功能強得多，能與背負式和車載式主力戰術無線電系統甚至通信衛星直接連通；而且，除傳輸話音和資料外還能傳輸圖像。這種電臺目前更多地是裝備特種作戰部隊。但美、英等國軍中流傳著這樣一句話：“特種部隊今天的裝備，就是常規部隊明天的裝備”。這就是說，下車士兵將來可望裝備能力更強的單兵電臺。不過，在單兵級，用喊聲通信的方法不會被完全取代一一在嘈雜和危機四伏的戰鬥環境中，用喊聲發佈命令或傳遞資訊往往最快，也最有效。即便如此，單兵電臺仍然受到士兵的熱烈歡迎。目前的第一代單兵電臺雖然能力相對有限，但無疑已成為通向聯網士兵路途上的第一座里程碑。
http://jczs.news.sina.com.cn/p/2006-02-15/0748350944.html國外軍用移動通信的現狀和發展趨勢來源2005-06-20
國外軍用通信在移動通信系統方面發展很快，特別是美軍，近幾年來陸續出臺了不少的研究開發計劃，比如先後在GloMo（全球移動信息系統）、SUO SAS（小部隊作戰態勢感知系統）、WIN-T（指戰員信息網-戰術部分）、Mosaic（多功能"動中通"、抗毀、自適應綜合通信）、JTRS（聯合戰術無線電系統）等計劃中開發新型通信體系結構以及相關技術。
1.GloMo計劃（全球移動信息系統）
GloMo計劃是美國國防高級研究計劃局（DARPA）4個國家規模的信息計劃中的一個，旨在進一步通過利用商用部門開發的技術來提高指揮、控制、通信和計算機（C4）系統的先進性，從而來滿足其未來國防移動信息系統中網絡的靈活性、通用性和互通性的需求，內容涉及網絡應用、自動組網和適應環境的無線電技術。
發展趨勢：GloMo的一個重要思路是使計劃的成果綜合進商用産品，從而使下一代軍事系統能以商用産品和業務爲基礎出現，涵蓋了移動通信發展的前沿課題，並與第三代移動通信系統發展目標相吻合；其研究成果已成爲一些後續計劃的基礎。此外，Glomo計劃及其子計劃WING中研究的多跳分組無線網絡（Ad hoc網絡）等技術將是開發下一代戰術互聯網的基礎。
2.SUO SAS（小部隊作戰態勢感知系統）
SUO SAS 是加固型多媒體網絡，可在戰場上傳輸包括話音、數據和全動態視頻的綜合信息，旨在開發一個綜合的、大容量、LPD（低截收概率）的、采用多種波形、具有高數據速率和自組織組網能力的移動通信系統，以適應複雜地形的作戰態勢感知。
發展趨勢：它代表了戰術網絡下一步發展的趨勢。它將把最先進的通信網絡和信息管理技術集成在一起，這種組合技術可望爲今後20年的戰術通信系統奠定基礎。目前負責該系統第三階段工程的開發組ITT于2002年2月完成了由70個單元組成的SUO SAS現場演示系統，預計下一階段的工作包括縮小設備體積等。標准型號産品可能要到2005年才開始交付。
3.WIN-T（指戰員信息網-戰術部分）
WIN-T是美陸軍史上第二次大規模重建的戰術通信計劃，是采用商用技術、用于傳輸有線/無線話音、數據、視頻的21世紀戰術通信系統。它將形成下一代高級戰術互聯網，是實現陸軍2010年及以後作戰概念最具競爭力的系統。
發展趨勢：WIN-T是美軍2006年要演示的未來作戰系統（FCS）的一個部分，盡管FCS還未設計完成，但WIN-T將成爲FCS的通信網絡。將爲陸軍部隊（從機動排到戰場後方包括後勤部門、指揮和控制部門以及作戰支持部門）提供一個集成的、靈活、安全、生存能力強、無縫連接的多媒體信息支撐。同時，WIN-T 也是全球信息柵格網（GIG）的一個重要組成部分，有專家稱WIN-T爲GIG的陸軍部分。
Mosaic ATD計劃是將美國DARPA資助的GloMo、SUO SAS、ACN（空中通信節點）項目技術與陸軍通信及電子司令部（CECOM）研究發展中心（RDEC）的幾項研究技術結合在一起，進行移動通信演示。通過驗證和篩選，把商用産品和國防部的研究成果集成在一起，目標是滿足未來戰鬥系統（FCS）和目標部隊（Objective Force）的通信需求以及戰場指揮系統基礎結構的可移動性，形成一個未來戰場所需的無縫隙通信體系結構。
發展趨勢：預計2004年將會出現一個25-20個節點的自組織無線群（cluster），相距100km-100m的節點間的數據傳輸速率爲56kbps-15Mbps。而傳輸容量爲100Mbps的無線網絡估計至少到2010年才能實現。
4.JTRS（聯合戰術無線電系統）
JTRS旨在爲海、陸、空各種環境下的指戰員提供橫向和縱向跨頻段的網絡連接，它是數字化戰場環境中作戰人員通信聯絡的主要手段，支持美軍未來的"2010聯合構想"。
發展趨勢：美國防部擬用JTRS取代美軍現用的25-30個系列共75萬部電臺。預計從2003年開始。將完成符合軟件通信結構（SCA）且滿足美國防部各用戶要求的系統和波形軟件，爲這些系統和軟件的采購和集成提供服務。同時將繼續根據作戰人員新的或變化的要求，改進系統結構，嵌入最新技術。美各軍種的大量戰術通信計劃有可能被JTRS所代替，這樣，大量軍用無線電研究活動將合並成單一計劃。
另外，其它國家的軍用移動通信的發展也非常迅速。比如： 法國的RITA 2000高級通信系統是世界上第一個支持數字化戰場的戰術ATM多媒體交換通信系統，提供話音、數據、互聯網、可視電話、電視會議、傳真和電子郵件服務、本地網絡互聯服務，以及提供目前西方國家使用的各種戰略和商用網絡接口，並綜合有衛星通信的能力。它極大地增強了戰場監視能力和武器平臺的數據傳輸功能，具有很高的自動化能力。其下一步可發展爲容納固定用戶數7000個，移動用戶2500個的新型通信系統。在近年按多國軍事演習使用的野戰試驗中，充分顯示了該系統的各種綜合能力，演示驗證表明，RITA2000已完全切實可行。
英軍現役的戰術通信系統有"松雞"(PARTMIGAN), 多功能無線電系統(MRS)和MRS 2000。"松雞"是英軍第二代話音數據通信系統，MRS和MRS 2000屬第三代，目前北約和中東國家裝備了MRS系統。
此外，許多國家也在進行類似JTRS 的軟件無線電的開發。如英國的Thales公司同時參與了美軍JTRS計劃和英國版的JTRS，即Bowman 計劃，開發出系列增強型數字電臺（EDR），即Panther EDR（30-108MHz），可支持未來作戰要求的多媒體信息分發；法德兩國聯合實施的多模式多用途無線電高級演示模型（MMR-ADM）提出了未來戰術無線電系統，計劃2003年野外試驗，將演示在共享相同硬件的同時利用7種波形（HF/VHF/UHF）。
從外軍特別是美軍的移動通信開發狀況可以看到，下一代的移動通信網絡是全新技術的網絡。這些新技術包括了支持Ad hoc網絡應用的可快速展開並具頑存性的動態組網技術、移動多媒體網絡的連通性擴展技術和基于無線的IP、ATM、ISDN、X.25網絡接入與互連技術等。
歸納起來，對我們的啓示如下：
1）從移動通信網絡的角度
a）需要做好頂層設計，使移動通信網絡與固定/機動通信網絡能夠無縫地互聯互通。
b）加強體系結構的設計，使陸海空成爲一體，因而用戶可以在更大的範圍、容量和移動速度上實現互聯互通。
2）從具體的技術角度，需要研究的技術（這些技術也代表了在目前到未來的一段時期的發展方向）包括：
a）網絡路由算法和協議：基于分布式無線網絡體系結構，在無線帶寬受限、多跳路由頻率變化及網絡拓撲動態變化條件下，OSPF和BGP-4路由協議在帶寬效率和環境適應性方面的性能都是好的。雖然IETF MANET（Mobile Ad Hoc Network）工作組針對AdHoc網絡的路由問題做了大量研究，如DSDV-SEQ、TORA、ADDV、DSR和ZRP路由算法和協議，但針對上述戰術應用環境，必須研究新的高效的多跳自適應路由算法。
b）網絡自組織和自愈重構：爲適應網絡拓撲的動態變化，提高戰術互聯網的抗毀性，必須基于自適應網絡路由算法，研究網絡資源的動態配置策略問題。
c）無線ATM與移動IP的融合技術：研究基于無線ATM骨幹節點的移動IP網絡的用戶移動性需求與管理問題；無線分組數據傳輸的QoS問題；多媒體業務傳輸問題等。
d）無線高速傳輸技術：研究適應于多媒體業務傳輸的寬帶數傳電臺（JTRS）以及其無線組網與抗幹擾問題。
mc21st:ATM在軍事通信中的應用?
張永忠：ATM本來是一種民用的寬帶網絡交換技術，由于其具有良好的QoS保證、吞吐量大、支持綜合業務等一系列優點，因此，在軍事通信領域也獲得了廣泛的應用。
不管是國外還是國內，ATM在軍事上的應用首先是骨幹通信網絡。其次，是ATM用于軍用移動通信，這是有需求背景的。一是因爲目前的戰術通信大都采用不同的通信系統來分別傳輸話音和數據，造成資源的重複配置、設備種類繁多、利用率低，既耗費了大量的經費，又較難管理和維護。而且目前亦難以傳輸戰場必要的動態圖像信息和大量的實時數據。另外，終端的自由移動性也是戰術通信中一個非常重要的方面，事實上，如何實現運動中話音、數據、多媒體等業務的綜合傳輸是長期以來戰術通信的一個研究熱點和難點。顯然，目前以話音通信爲主的窄帶戰術通信系統無法滿足這一要求。隨著基于寬帶通信和綜合業務交換體制技術的發展，以及大容量幹線無線電臺（HCTR）、相控陣天線（PAA）的研制，使戰術環境下移動多媒體的通信成爲可能。在戰術通信系統中應用無線ATM技術，可完成話音、數據、圖像等綜合信息的傳輸，能與現有的通信系統很好地融合，並且能適應戰術通信不斷增長的新業務。同時，由于戰術信道是非常寶貴的無線資源，引入無線ATM技術還能合理利用信道資源，實現系統綜合、業務綜合和提高信道利用率。
http://www.defence.org.cn/Article-13-31397.html
星移動通信在軍用通信中的應用
[定義]
衛星移動通信是指車輛、艦船、飛機及單兵在運動中利用衛星作為中繼器進行的通信。
衛星移動通信系統由通信衛星、測控站、網管和眾多的移動站組成。通信衛星可利用具有大型天線的大型同步軌道衛星，也可利用眾多中、低軌道運行的小型衛星。測控站用於對衛星的定點位置或運行軌道測量跟蹤和進行控制管理。網管站是本系統和其它電信網絡連接的樞紐。網絡管理中心協調各站的正常工作，以保証本衛星通信網正常運轉。系統中可以有不同類型的移動站。
衛星移動通信的工作頻段選擇是一個十分重要的問題，必須考慮其電波應能穿過電離層，傳播損耗和其它附加損耗應盡可能小，同時具有較寬的可用頻段以及技術可行性。 在衛星移動通信系統中，移動站一般使用低增益寬波束，它接收到的來波有直射波、地面反射波和散射波。這三種來波合成，會使移動站接受信號電平發生相當大的隨機起伏，產生所謂的"多經衰落"，多經衰落嚴重時可使通信中斷。
衛星移動通信系統有不同的分類方法。按衛星波束覆蓋區域，可分為區域性衛星移動通信系統和全球衛星移動通信系統；按服務對象，可分為陸地衛星移動通信系統、航海衛星移動通信系統和航空衛星移動通信系統；按所用通信衛星的類型來分，可分為靜止軌道（GEO）衛星移動通信系統和中/低高度軌道（MEO、LEO）衛星移動通信系統，而目前中/低高度軌道在衛星移動通信系統中發展最為顯著。
無論GEO、MEO或LEO衛星移動通信的發展體現了本世紀末衛星通信的兩個特點：一是面向移動電話服務，亦即窄帶話音／數據服務的低軌(LEO)衛星應用；二是面向高速率信息高速公路的寬帶數據服務，亦即Ka和Ku頻段的低軌(LEO)衛星應用。但應注意到，在發展區域性移動電話和數據業務時，仍然不能忽視靜止衛星(GEO)的成熟技術和有利條件，GEO衛星系統仍將平行地發展。
[技術難點]
無論是靜止軌道衛星移動通信系統，還是中/低軌道衛星移動通信系統總的技術難點是：設備小型化、衛星智能化、網絡綜合化、信道帶化、頻率高頻化軌道多樣化等；就空間段而言，解決好處理轉發器、自適應天線、星際鏈路、GEO軌道發展衛星群、非GEO軌道小衛星、軌道綜合；就地面段而言應解決好自適應天線、高頻技術、軟件定義、個人地球站等；就系統而言，重點解決網絡互通、業務綜合、管理智能和天地一體化設計問題。
[國外概況]
衛星移動通信的發展歸於：1）海上通信需求的推動，隨著海上事業的發展對多種類的通信服務要求越來越迫切；2）陸地移動通信迅速發展也促進了衛星移動通信發展，到1992年初全世界陸地移動通信用戶數已達1500萬，共有近90個國家和地區使用，美國在1991年的蜂窩系統總投資已達80億美元，總收入達55億美元；3）個人通信新概念的出現進一步誘發了人們對通信移動星的需要，人們希望不管在家裡、辦公室、汽車裡、飛機裡還是在街上，隨時、隨地、都能與任何人進行通信。這就必須要有一個無縫的網，這離開衛星通信是無法形成的。因此人們在探討未來的個人通信系統時無一例外地考慮到了移動衛星通信，這再一次刺激了衛星移動通信的發展，並相繼提出了許多相同或不同的衛星移動通信系統。其中比較著名的有：Qualcomm 公司的Globalstar（全球星）系統，TRW公司的Odyssey（奧得賽）系統，Teledesic等公司提出的Teledesic系統，以及Inmarsat和其它公司聯合提出的ICO系統。
衛星移動通信系統盡管多種多樣，但若從衛星軌道來看，一般可分為靜止軌道、中軌道、以及低軌道等三類衛星移動通信系統。下面通過簡介這三類衛星移動通信系統：
1、靜止軌道衛星移動通信系統
利用靜止軌道衛星建立的衛星移動通信系統是衛星移動通信系統中最早出現並投入使用的系統，Inmarsat（國際航海衛星）系統就是一個典型的代表。此後，又相繼出現了多個系統，如澳大利亞的MSAT移動衛星（Mobilesat）系統以及北美的MSS移動衛星業務系統。下面主要簡介Inmarsat系統。
最早的靜止軌道衛星移動通信系統由美國通信衛星公司（COMSAT）利用
Marisat航海衛星系統進行衛星通信，這是一個軍用衛星通信系統。而後Inmarsat系統不斷地發展，1991和1993年啟用移動性更強的Inmarsat-C及M終端。Inmarsat-C終端採用信息存儲轉發方式進行通信，可使Inmarsat衛星的工作容量得到最大限度的利用；還可以使用戶利用陸地通信網中各種通信方式發送數據。1993年又推出了Inmarsat-B數字全業務終端。1994年Inmarsat全球呼叫系統正式用於業務使用。1995年用於導航業務的Inmarsat各種專用業務終端投入使用。目前美國正在加速研制耗資10億美元的Inmarsat-P手持衛星電話終端系統，開發Inmarsat-P的合作夥伴有Comsat、Hughes、Matra Marcom、Nokia、Ericssion、NEC等公司。Inmarsat-P預計2001年投入使用，壽命為11年，電話費每分鐘2美元。全新結構的Inmarsat-P採用低軌道衛星，並與靜止軌道衛星結合在一起，為大量用戶提供使用手持機的個人通信服務。目前Inmarsat系統已是一個有72個成員國的國際衛星移動通信組織，控制著135個國家的大量話音和數據系統。
2、中/低軌道衛星移動通信系統
中軌道衛星移動通信系統和低軌道衛星移動通信系統一樣都是近幾年來所提出的一種嶄新的設想，有代表性的中（MEO）軌道衛星移動通信系統主要有Odyssey、MAGSS-14等。
Odyssey（奧德賽）系統由TRW空間技術集團公司推出。它由12顆高度為10，000km的衛星分布在傾角55°的3個軌道平面上構成，使用L/S/Ka頻段，每顆衛星具有19個波束，總容量為2，800個話路，系統可為100個用戶提供服務，12顆衛星可在全球範圍內為280萬用戶提供服務。系統建設費用約為27億美元，衛星的設計壽命為12~15年，近期投入使用。
Odyssey可作為現存陸地蜂窩移動通信系統的補充和擴展，支持動態、可靠、自動、用戶透明的服務。系統的主要用戶終端是手持機，手持機據速率可達2.4kbps,還提供4.8~19.2kbps的數據速率。該系統可提供各種業務，包括話音、傳真、數據、尋呼、報文、定位等。
MAGSS-14是歐洲宇航局開發的中軌道全球衛星移動通信系統。它由14顆衛星組成，衛星高度為10354公裡，分布在7個軌道平面上，軌道傾角為56°。該角度對中緯度的覆蓋是最優的。每顆星有37個波束，可覆蓋全球。
3、低（LEO）軌道衛星移動通信系統
低軌道衛星移動通信系統於90年代初期初具規模，也是目前衛星移動通信發展的一大熱點，競爭十分激烈。由於低軌道系統的軌道很低，一般為500～2000km，因而信號的路徑衰耗極小，信號時延極短，同時不能獲得最有效的頻率利用。衛星研制周期短，費用低，能一箭多星發射，可做到真正的全球覆蓋。因此，低軌道系統一經提出，就得到了巨大的響應，並陸續提出了"銥星、全球星(Globalstar)、衛星通信網絡(Teledesic)系統、白羊（Aries）系統、低軌衛星系統（Leo-Set）。下面簡述其中較為典型的低軌衛星移動通信系統(Teledesic)系統和全球星(Globalstar)系統。
Teledesic主要由美國微軟公司、麥考通信公司研制，是一個著眼於寬帶業務發展的低軌道衛星通信系統。原計劃該系統由840顆衛星組成。目前Teledesic系統經設計簡化，已將系統的衛星數降至288顆。提供全球覆蓋。用戶終端類型包括手持機、車載式和固定式。
Teledesic系統的每顆衛星可提供100，000個16kb/s的話音信道 ，整個系統峰值負荷時，可提供超出100萬個同步全雙工E1速率的連接。因此，該系統不僅可以提供高質量的話音通信，同時還能支持電視會議、交互式多媒體通信，以及實時雙向高速數據通信等寬帶通信業務。
全球星系統是由美國勞拉公司和高通公司於1991年發起創建的低軌衛星移動通信系統，該系統採用48顆繞地球運行的低軌道衛星在全球範圍（不包括南北極）內向用戶提供"無逢隙"覆蓋的衛星通信衛星，是地面通信網的延伸和補充。可提供包括話音、傳真、數據、短信息業務等多種服務。其中全球星系統的最大優點在於其簡單直接的設計理念，並採用了世界上先進的CDMA技術，在保証提供優質服務的同時，降低了系統的投資，從而可為用戶提供經濟的投資，可靠的移動通信業務。隻要你擁有一部全球星雙模或三模手機，一個號碼，就可以在全球星系統覆蓋範圍內的任何方式進行通信。
2000年4月在裡約熱內盧舉行的國際電聯（ITU）通信展期間，全球星公司使用高通公司生產的全球星三模手機通過全球星衛星網成功進行了因特網數據傳輸測試，數據傳輸速率達9600bps。這一服務預計於今年下半年投入商用。基於CDMA技術的全球星系統今後能夠提供更高的數據傳輸速率。這一服務的提供將使全球星系統具有相當的競爭優勢。
衛星移動通信的發展趨勢在此世紀之交，其發展趨勢體現在如下幾點：(1)從支持商業電信服務為主到面向最終個人消費者，支持手持電話和個人計算機的交互多媒體服務；地面移動終端由車載和便攜向手持機發展，手持機採用衛星和蜂窩雙模式或多模式，並設計成雙向功率可調。(2)衛星網將是陸地網的補充，而不是替代。衛星移動通信電話的價格高於蜂窩電話，所以將作為補充隻用於沒有蜂窩覆蓋下的地區。對寬帶數據來說，衛星網將是陸地光纖網的補充。(3)LEO、MEO衛星將與GEO衛星互補應用。GEO有利於發展區域性系統，廣泛地被發展中國家所採用。(4)寬帶和窄帶數據的衛星系統平行應用。一方面開展高速率寬帶交互通信業務，構築空間信息高速公路；另一方面傳統的窄帶數字式話音／傳真／數據的低速率業務繼續發展。總體上以Ku和Ka頻段為主體，支持直接進戶。(5)通信頻段向高端-毫米波擴展。由於低端頻段已呈擁擠狀態，WRC'97會議上已指配了Ｖ頻段上的通信業務。這是一種新的促進。但利用頻率復用技術，進一步發揮原有頻帶上的潛力仍然非常必要。(6)從競爭到各種技術、業務、力量的會聚。
[影響]
近年來，為信息服務的衛星移動通信系統及其應用的發展速度更快，在信息獲取、傳輸和發布等方面起著十分重要的作用，對世界的政治、經濟、軍事、科技、文化等都產生了深刻的影響。
1、衛星移動通信是信息高速公路的重要支柱
縱觀世界信息技術的發展現狀，建設全球信息高速公路的關鍵是建設全球天地一體化的通信網。由於衛星通信易於實現全球覆蓋；不受地理條件的限制，對分散在世界各地的用戶都能適應；便於對眾多用戶進行廣播；組網靈活、迅速，通信容量大等優點，使得衛星移動通信不僅是通信的主要工具之一，而且已成為信息高速公路的重要樞紐。它與地面信息高速公路可以實現無縫兼容，將成為全球信息高速公路的主要技術基礎。
同時，爭奪信息的控制權已成為大國國家戰略的重要組成部分。在核威懾和常規威懾的意義已發生變化的今天，信息優勢能夠加強對外政策和軍事力量的有機聯系。實際上，信息優勢不僅能使他們繼續保持在盟國中的領導地位，也能在外交中遏制別的大國。他們認為控制信息的能力不僅對作戰是重要的，而且在瞬息萬變的世界上，這種能力將成為國際關系中的一個重要因素。由此可見，在21世紀初，取得信息優勢，已成為國家綜合國力和具有大國地位的一個重要標志。
2、衛星移動通信是促進經濟可持續發展的重要手段
衛星移動通信系統的發展已經形成了空間信息產業。衛星通信能直接為經濟的可持續發展提供了一種有力的保障手段。如：遙感衛星可以觀測全球性環境條件變化趨勢，為制定中、長期社會經濟規劃服務；可以進行氣象、自然災害和社會安全情況的實時監測；可以進行可再生資源（水、農、林、漁等）的動態監測和不可再生資源（土壤、礦藏等）的調查和勘探等。由於在礦產、農業、軍事上都有極大應用前景，將成為發展熱點。近年來，綜合應用各類衛星數據取得了很大的成功。美國航空航天局（NASA）正在執行的一項全球變化研究計劃-行星地球任務（MissiontoPlanetEarth））。這個計劃的目標是利用NASA在空間、飛機和地面平臺的獨特能力，擴充地球系統的科學知識；發布地球系統的信息，促進行星地球任務的科學技術在公用事業和私營企業中獲得應用。這個計劃在2002前年將部署包括Landsat7在內的地球觀測的低軌小衛星移動通信系統。衛星所提供的數據和信息將在全球變化、精細農業、環境、資源、人口、災害（防災、減災與災後重建）、土地動態監測、城市建設、教育、打擊罪犯等領域產生廣闊的效益。
3、衛星移動通信是軍事革命的主角
從某種意義上說，未來的高技術戰爭就是一場信息戰。為打贏一場高技術戰爭，必須採用先進的一體化的航天系統，將通信、指揮、控制、計算、情報、監視和偵察等功能集於一體，以實施迅速、準確、可靠的指揮，形成協同作戰能力、體系對抗能力和快速反應能力。在現代戰爭無法預設戰場的情況下，衛星移動通信可以適應戰場的瞬息萬變，實現動態組合，保証可靠通信，可以實現全天候、全天時、實時傳輸的偵察，獲得其他手段難於獲得的情報，滿足軍事和外交鬥爭的需求，有效地為飛機、艦艇、導彈、坦克等關鍵主戰裝備、運輸車輛、特種部隊和單個士兵提供導航定位，成為打贏一場高技術戰爭的重要保障。
參考文獻：
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軍用光學技術
軍用光學技術是應用于軍事領域的光學技術。主要研究電磁波從紫外到紅外波段範圍內光的産生、傳輸、 探測、 處理，光與物質的相互作用及其在軍事上的應用。現代軍用光學技術是以光學和光電子學爲基礎，與精密機械、電子和計算機等技術相結合而形成的一門新興的綜合技術，是現代軍事技術的組成部分。軍用光學技術的發展，不僅爲軍隊建設提供了現代化的武器裝備和技術手段，增強了國防實力，同時還推動了信息技術、精密加工、 新材料等新興技術和新興産業的發展，促進了科學技術和國民經濟總體水平的提高，增強了綜合國力。
通常按工作原理和技術發展分爲：光學儀器、微光夜視技術、紅外技術、激光技術和光電綜合應用技術等幾大類。
光學儀器
主要指可見光波段範圍內的普通光學儀器。它們在軍事上應用最早,技術比較成熟,有擴大和延伸人的視覺、發現人眼看不清或看不見的目標、測定目標的位置和對目標瞄准等功能。通常可分爲觀測儀器和攝影測量儀器兩大類，前者是以人眼作爲光信息接收器，後者用感光膠片記錄景物信息。普通光學儀器主要由光學系統(物鏡、轉像鏡、分劃鏡、目鏡等)、鏡筒和精密機械零部件等組成。觀察測量儀器的光學系統主要是望遠系統，它能放大視角，使人看清遠方的景物，便于測量和瞄准。攝影儀器的光學系統主要是照相物鏡，爲了適應不同的使用要求，發展了大口徑、長焦距、變焦距等多種鏡頭。軍用可見光儀器主要有望遠鏡、炮隊鏡、方向盤、潛望鏡、瞄准鏡、測距儀、光學經緯儀、照相機、判讀儀等。盡管從20世紀50年代以來，出現了紅外、微光、激光等技術先進的光電子儀器，但普通光學儀器具有圖像清晰、使用方便和成本較低等優點，仍然是武器系統配套裝備的重要組成部分。
微光夜視技術
在可見光和近紅外波段範圍內，將微弱的光照圖像轉變爲人眼可見的圖像，擴展人眼在低照度下的視覺能力。微光夜視儀器可分爲直接觀察和間接觀察兩種類型。直接觀察的微光夜視儀，由物鏡、像增強器、目鏡和電源、機械部件等組成，人眼通過目鏡觀察像增強器熒光屏上的景物圖像，已廣泛用于夜間偵察、瞄准、駕駛等。間接觀察的微光電視，由物鏡、微光攝像器件組成微光電視攝像機，通過無線或有線傳輸，在接收顯示裝置上獲得景物的圖像，可用于夜間偵察和火控系統等。
紅外技術
由于一切溫度高于絕對零度的物體都有紅外輻射，爲探測和識別目標提供了客觀基礎，因而紅外技術在軍事上得到廣泛應用。紅外系統的工作方式有主動式和被動式。主動式紅外系統是用紅外光源照射目標，儀器接收目標反射的紅外輻射而工作，由于它易暴露自己，應用範圍已逐漸減小，逐漸爲被動式的微光夜視儀和熱像儀所取代。被動式紅外系統是接收目標自身發射或反射其他光源(如日光)的紅外輻射，隱蔽性好，是軍用紅外系統的主要工作方式。被動式紅外系統一般由光學系統、調制掃描器、紅外探測器、信號處理和顯示器等部分組成。紅外探測器是核心部件。紅外多元探測器，特別是紅外焦平面器件是研究發展的重點。
爲了滿足軍事應用的需要，主要發展了以下3項紅外技術：①紅外跟蹤和制導技術。有點源跟蹤制導和成像跟蹤制導兩種工作方式。點源跟蹤制導是把目標看作一個點光源，目標的紅外輻射由光學系統和紅外探測器接收，變爲調制編碼的電信號，經信息處理後使儀器自動跟蹤或引導導彈飛向目標。點源跟蹤制導是現有紅外跟蹤測量設備和戰術導彈制導的主要工作方式。成像跟蹤制導是通過光機掃描和多元探測器獲取目標的圖像信息，經信息處理和鑒別，具有識別目標的能力，是正在發展的制導方式。②紅外夜視技術。被動式紅外熱像儀是發展重點。美國、英國、法國等國家已研制出采用多元碲鎘汞探測器的通用組件熱像儀，可按照使用要求選用不同的組件，組裝成所需的紅外熱像儀。③紅外遙感技術。機載或星載的紅外偵察系統通過一維掃描和載體運動獲取景物的二維紅外圖像信息,可記錄在膠片或磁帶上,供事後處理，也可實時傳輸到地面記錄和處理(圖2)。星載紅外預警系統主要用于探測彈道導彈，爲反導防禦系統提供預警信息。正在發展的紅外焦平面技術，可不用光機掃描直接獲取圖像信息，將使紅外系統向小型化、智能化發展。
激光技術
激光具有單色性好、方向性強、亮度高等特點。現已發現的激光工作物質有幾千種，波長範圍從軟X射線到遠紅外。 激光技術的核心是激光器，激光器的種類很多，可按工作物質、激勵方式、運轉方式、工作波長等不同方法分類。根據不同的使用要求，采取一些專門的技術提高輸出激光的光束質量和單項技術指標，比較廣泛應用的單元技術有共振腔設計與選模、倍頻、調諧、Q開關、鎖模、穩頻和放大技術等。
爲了滿足軍事應用的需要，主要發展了以下5項激光技術：①激光測距技術。它是在軍事上最先得到實際應用的激光技術。20世紀60年代末，激光測距儀開始裝備部隊,現已研制生産出多種類型,大都采用釔鋁石榴石激光器，測距精度爲±5米左右。由于它能迅速准確地測出目標距離，廣泛用于偵察測量和武器火控系統。②激光制導技術。激光制導武器精度高、結構比較簡單、不易受電磁幹擾，在精確制導武器中占有重要地位。70年代初，美國研制的激光制導航空炸彈在越南戰場首次使用。80年代以來，激光制導導彈和激光制導炮彈的生産和裝備數量也日漸增多。③激光通信技術。激光通信容量大、保密性好、抗電磁幹擾能力強。光纖通信已成爲通信系統的發展重點。機載、星載的激光通信系統和對潛艇的激光通信系統也在研究發展中。④強激光技術。用高功率激光器制成的戰術激光武器，可使人眼致盲和使光電探測器失效。利用高能激光束可能摧毀飛機、導彈、衛星等軍事目標。用于致盲、防空等的戰術激光武器，已接近實用階段。用于反衛星、反洲際彈道導彈的戰略激光武器，尚處于探索階段。⑤激光模擬訓練技術。用激光模擬器材進行軍事訓練和作戰演習，不消耗彈藥，訓練安全，效果逼真。現已研制生産了多種激光模擬訓練系統，在各種武器的射擊訓練和作戰演習中廣泛應用。此外，激光核聚變研究取得了重要進展，激光分離同位素進入試生産階段，激光引信、激光陀螺已得到實際應用。
光電綜合應用技術
在微光、紅外、激光等光電子技術發展的基礎上，爲了滿足作戰使用和科研試驗的要求，主要發展了以下4項光電綜合應用技術：①光學遙感技術。綜合應用可見光照相、微光攝像、紅外成像和激光遙感技術進行偵察， 可獲取較多的信息，有利于分辨、識別目標。在機載、星載偵察設備中，除可見光照相機外，已廣泛使用紅外掃描儀、多光譜照相機等，並可把獲取的信息實時傳輸到地面。②光電制導技術。在紅外制導、激光制導、電視制導和雷達制導技術的基礎上，爲提高導彈在不同作戰條件下的適應能力，發展了紅外/激光、紅外/電視、紅外/雷達、激光/雷達、紅外/紫外等多種複合制導技術。③光電跟蹤測量技術。可見光、微光、紅外、激光技術綜合應用于武器的光電火控系統，能實時跟蹤和准確測量目標的位置，大大提高了武器系統的作戰性能。靶場用的光學跟蹤測量設備，已由普通的電影經緯儀發展爲光電經緯儀，大大提高了自動化程度和跟蹤測量精度，增加了信息量。④光電對抗技術。綜合應用光電新技術，對敵方光電設備和光電制導武器實施偵察、識別、告警、幹擾以至攻擊，削弱、破壞其效能，保護己方光電設備正常工作。
http://baike.baidu.com/view/301923.html?tp=0_01
電子學
電子學是一門以應用爲主要目的的科學和技術。它主要研究電子的特性和行爲，以及電子器件的物理學科。電子學涉及很多的科學門類，包括，物理、化學、數學、材料科學等。電子技術則是應用電子學的原理設計和制造電路、電子器件來解決實際問題的科學。
電子學的概述
電子學是以電子運動和電磁波及其相互作用的研究和利用爲核心而發展起來的。它作爲新的信息作業手段獲得了蓬勃發展。
電子是基本粒子家族中的一個主要成員。電子的靜止質量是9.10953×10-28克，爲氫原子質量的1/1836。電子荷有1.602189×10-19庫侖的負電。宇宙間存在著電子的對立物──正電子，但它的壽命很短，一般情況下是不存在的。質子荷有與電子電荷絕對值相等的正電荷，是氫原子質量的主要構成部分。在通常情況下，原子含有等量的電子和質子，對外不顯電性。但當它俘獲或失去電子時對外顯現電性，稱爲離子。離子在電子學中也占有一定的位置，但遠不如電子的應用廣泛。電荷周圍伴有電場，電場對電荷産生力的作用。電荷的運動産生電流，電流周圍又伴有磁場，磁場對磁體或電流産生力的作用。當電流變化時，周圍的電場和磁場也會隨之發生變化。這種變化以波的形態攜載能量以一定的速度向外傳播，這種波稱爲電磁波。電流變化越快，所産生的電磁波波長越短，但傳播速度不變。電磁波在真空中的傳播速度爲每秒 299792.46公裏。電磁場和電磁波還能和帶電粒子發生相互作用，産生能量變換。理論和實踐都證明，光波、X射線、γ射線等都是電磁波，只是波長不同。電子和電磁波具有波、粒二象性；在電子運動速度極高和電磁波波長極短時，波、粒二象性十分顯著。
電子在真空、氣體、液體、固體和等離子體中運動時産生的許多物理現象，電磁波在真空、氣體、液體、固體和等離子體中傳播時發生的許多物理效應，以及電子和電磁波的相互作用的物理規律，合起來構成電子學的基礎研究的主要內容。電子學不僅致力于這些物理現象、物理效應和物理規律的研究，尤其致力于這些物理現象、物理效應和物理規律的應用。電子學作爲科學技術的門類之一具有十分鮮明的應用目的性，這是電子學的重要特點之一。電子學是爲信息事業、能源事業和材料事業服務的。
信息作業的基本內容可以概括爲信息的采集、變換、傳輸、交換、存儲、處理和再現等。電子學爲當代各種信息作業提供了強有力的技術手段，如計算機、通信網、廣播電視網、雷達、遙感技術等，極大地增強了人類的感官和大腦的作用，使現代人類社會的生産活動、經濟活動和社會活動的效率大大提高。電子學使人類跨入了信息社會的新階段。
能源供給人類生産和生活以所需的動力。核能和太陽能正日益受到重視，太陽能是可再生能源。據計算，太陽輻射到地球上的峰功率達一百幾十萬億千瓦。用半導體制成的太陽電池是利用太陽能的重要手段。電子學在開發和利用新舊能源方面，日益顯示其重要作用。一門新興分支學科──能電子學正在興起。
材料是現代人類社會賴以存在和發展的物質基礎。電子學在改造現有材料、創造新型材料、進行材料分析和材料加工作業中，同樣也發揮著重要作用，並且往往是通過電子技術改變能態而實現的。
經曆了約一個世紀不停息的開拓和發展，現代的電子學已發展成爲當代最引人注目的專業和學科之一。
電子學的曆史
電子學誕生迄今只有100年左右的曆史，它是在早期的電磁學和電工學的基礎上發展起來的。
在電子學誕生之前，人類對于電磁現象的研究已相當深入。一系列物理定律已經確立，如庫侖定律、安培定律、 歐姆定律、 楞次定律、法拉第電磁感應定律等。英國J.C.麥克斯韋集以往電磁學研究之大成，建立了電磁學的完整理論──麥克斯韋方程，並從理論上預言了電磁波的存在。與此同時，人們對電磁學的利用也達到了一定的水平，有線電報和有線電話已相繼發明，並且有了橫貫美洲大陸的電報、電話線路和橫跨大西洋的海底電纜。美國T.A.愛迪生發明了白熾燈。所有這些，都爲電子學的誕生准備了充足的條件。
標志著電子學誕生的兩個重大的曆史事件，是愛迪生效應的發現和關于電磁波存在的驗證實驗。1883年，愛迪生在致力于延長碳絲白熾燈的壽命時，意外地發現了在燈絲與加有正電壓的電極間有電流流過，電極爲負時則無電流，這就是愛迪生效應。這一發現導致了後來電子管的發明。
1887年，德國H.R.赫茲進行了一項實驗，他用火花隙激勵一個環狀天線，用另一個帶縫隙的環狀天線接收，證實了麥克斯韋關于電磁波存在的預言，這一重要的實驗導致了後來無線電報的發明。
電子學在發展過程中取得了許多有重大意義的成就。
無線電報
還在電子學誕生以前，美國S.莫爾斯就于1837年發明並建成了電報線路，赫茲的實驗則架起了一座從“有線”通向“無線”的橋梁。1895年，意大利G.馬可尼在赫茲實驗的基礎上成功地進行了 2.5公裏距離的無線電報傳送實驗。1896年，俄國А.С.波波夫也獨立地進行了約250米距離的類似試驗，他傳送的第一份電文就是“赫茲”。此後數年，馬可尼在英國進行了一系列卓有成效的工作，使得無線電報的傳送距離不斷延伸。1899年，跨越英吉利海峽的試驗成功；1901年，跨越大西洋的3200公裏距離的試驗成功。馬可尼以其在無線電報的發展以及由此開創的無線電通信事業上的成就，獲得了1909年的諾貝爾獎金物理學獎。
無線電報的發明，是人類利用電磁波的第一個巨大成就，電子學從此開始了一個研究和利用電磁波的極其興旺的時期。
電子管
愛迪生雖然發現了熱電子發射效應（即愛迪生效應），但他並未意識到這一效應的意義，而且對它的機理也不清楚。1897年，英國J.J.湯姆遜揭示出形成愛迪生效應的荷電粒子是電子，愛迪生效應乃是一種熱電子發射現象。1904年，英國J.A.弗萊明第一個把愛迪生效應付諸實用，發明了二極電子管。二極電子管的發明爲無線電報接收提供了一種靈敏可靠的檢波器。1906年，美國L.德福雷斯特發明具有放大能力的三極電子管，爲當時蓬勃發展的無線電報通信事業提供了一種極其有用的器件。三極電子管以後，又出現了四極管、五極管、更多極的電子管和複合管，形成了包括收信管、發射管、低頻管、高頻管、微波管和超小型管等系列。
電子管是電子器件的第一代，在晶體管發明以前的近半個世紀裏，電子管幾乎是各種電子設備中唯一可用的電子器件。電子學隨後取得的許多成就，如電視、雷達、計算機的發明，都是和電子管分不開的。就是在固體電子學十分興旺的現代，以大功率電子管（特別是微波功率電子管）和電子束管爲代表的真空電子學也仍然是一個活躍的領域。
廣播與電視
1876年，美國A.G.貝爾在美國建國100周年博覽會上展示了他所發明的有線電話。此後，有線電話便迅速普及開來。G.馬可尼發明無線電報，促成了無線電話和無線電廣播的出現。1906年，美國R.A.費森登進行了一項很有意義的實驗，他用50千赫頻率發電機作發射機，用微音器直接串入天線實現調制，首次使大西洋航船上的報務員聽到了他從波士頓播出的音樂，這是無線電廣播發明的先聲。1916年，美國G.D.薩諾夫最先提出向公衆進行無線電廣播的設想，但因第一次世界大戰爆發而未能實現。1919年，第一個定時播發語言和音樂的無線電廣播電臺在英國建成。次年，在美國的匹茲堡城又建成一座無線電廣播電臺。此後，無線電廣播事業即在世界範圍內得到普及，從中波擴展到短波、超短波，從調幅擴展到調頻、脈沖調制等，衛星直播也已實現。
電視的發明可追溯到1884年德國P.G.尼普科夫關于機械掃描電視的設想。把尼普科夫設想付諸實現的是英國J.L.貝爾德。1927年，他成功地用電話線路把圖像從倫敦傳至大西洋中的船上。不過這還不是現代類型的全電子電視，第一個對全電子電視作出實際貢獻的是V.K.茲沃雷金。他在1923年和1924年相繼發明了攝像管和顯像管。1931年，他組裝成世界上第一個全電子電視系統。此後幾年，叠經改進，約在30年代末，英美先後開始了試驗性的電視廣播。第二次世界大戰後，電視廣播便在各國逐漸普及。
廣播、電視的發明，不僅使人類的文化生活更加豐富多彩，而且爲人類提供了一種公共的信息媒介。
雷達
物體，特別是金屬物體（如艦船），具有反射電磁波的能力，在赫茲、馬可尼、波波夫時代早已爲人所知。在雷達發明之前，利用脈沖無線電裝置測量電離層高度的工作已進行多年。第二次世界大戰前夕，在飛機成爲主要進攻武器的情況下，英、美、德、法等國均投入較多的人力，競相研制一類能早期警戒飛機的裝置。1936年，英國R.A.沃森-瓦特設計的警戒雷達最先投入了運行。它架設在英國的東岸，有效地警戒了來自德國的轟炸機。1938年，美國研制成第一部能指揮火炮射擊的火炮控制雷達，大大提高了火炮的命中率。1940年，出現能産生微波高功率的多腔磁控管，次年，第一部微波雷達研制成功。1944年，能夠自動跟蹤飛機的雷達研制成功。1945年，能消除背景幹擾顯示運動目標的動目標顯示技術的發明，使雷達更加完善。在整個第二次世界大戰期間，雷達成了電子學中最活躍的部分之一。近炸引信也屬于雷達性質，它成百倍地提高了炮火威力。
電子計算機
計算工具的發明，經曆了漫長的道路。從古代中國的算籌和算盤到16世紀西方的計算尺和齒輪式計算機，從機械式計算機到電子計算機，從手動計算到自動計算，從十進制到二進制，是一個逐步發展的過程。電子計算機的應用越來越廣泛，從科學計算擴展到事務管理、過程控制、情報檢索、人工智能等許多領域，對人類的生産和生活産生了巨大的影響。
晶體管
正當電子管進入全盛時期，美國貝爾實驗室的物理學家看到電子管在體積、功耗、壽命等方面的局限性，在客觀需要的推動下著手固體器件的研究。1948年，貝爾實驗室宣布J.巴丁、W.H.布喇頓和W.B.肖克萊研制成晶體三極管。初期的晶體管是點觸式的，制造比較困難，穩定性較差，但它畢竟是時代的標志。1957年，貝爾實驗室的D.斯帕克斯發明面結型晶體管，克服了點觸式晶體管的缺點，使得問世不久的晶體管的地位鞏固下來。後來，由于材料工藝方面取得進展，肖克萊早期設想的場效應晶體管也實現了。
晶體管的發明將電子學推向了一個新的階段。電子學在以後取得的許多成就，如集成電路、微處理器和微型計算機等，都是從晶體管發展而來的。
集成電路
1958年，美國得克薩斯儀器公司宣布一種集成的振蕩器問世，首次把晶體管和電阻、電容等集成在一塊矽片上，構成了一個基本完整的單片式功能電路。1961年，美國仙童公司宣布制成一種集成的觸發器。從此，集成電路獲得了飛速的發展。數字集成電路從小規模到中規模、大規模，乃至到超大規模，集成度越來越高，使過去的中小型計算機乃至大型計算機得以微型化，進入了微型計算機的時期。與此同時，模擬集成電路也獲得了發展。
集成電路的發明開創了集電子器件與某些電子元件于一體的新局面，使傳統的電子器件概念發生了變化。這種新型的封裝好的器件體積和功耗都很小，具有獨立的電路功能，甚至具有系統的功能。單片微波集成電路也已進入生産階段。集成電路的發明使電子學進入了微電子學時期，是電子學發展的一次重大飛躍。
衛星通信
1957年，蘇聯發射人造地球衛星成功，宣告了空間時代的到來。1958年，美國發射低軌道的“斯科爾”衛星成功，這是第一顆用于通信的試驗衛星。1962年，美國發射中軌道的通信衛星“電星”-Ⅰ號。1963年，美國把“辛康”-Ⅱ號射入距離地球約35800公裏的同步軌道，成爲第一顆定點同步通信衛星。1964年，借助定點同步通信衛星首次實現了美、歐、非三大洲的通信和電視轉播。1965年，第一顆商用定點同步衛星投入運行。到1969年，大西洋、太平洋和印度洋上空均已有定點同步通信衛星，衛星地球站已遍布世界各國，這些衛星地球站又和本國或本地區的通信網接通。衛星通信經曆10年的發展，終趨于成熟。
用定點同步通信衛星作爲中繼站，爲洲際信息傳遞提供了一種穩定而又可靠的手段，也解決了幅員廣大的國家的國內通信問題。衛星通信的成功是通信技術，也是電子學的又一次飛躍。
光頻的開拓和利用 電子學發展的一個重要方面，表現在電磁波譜利用的擴展上，其中特別是對光頻段(包括紅外和紫外)的開拓和利用上。麥克斯韋在他創立的經典電磁理論中，就已經闡明了光的電磁本質。人類對光的認識和利用遠在電子學誕生之前。但是，在激光器發明以前，人們所涉及的，主要是非相幹光。
1954年，美國C.H.湯斯用致冷的氨分子作工作物質，研制成世界上第一臺微波激射器。稍後，蘇聯Н.Г.巴索夫和 А.М.普羅霍洛夫也研制成以氟化銫爲工作物質的微波激射器。1958年，湯斯與A.L.肖洛將微波受激輻射的原理推廣到紅外和光頻段。1960年，美國T.H.梅曼研制成第一臺激光器──紅寶石脈沖激光器。此後不到一年，第一個連續激光器──氦氖激光器研制成功。從此，用于信息技術的電磁波譜，從無線電頻段擴展到了光頻段，從而使已經顯得十分擁擠的無線電頻段得到了緩解。
激光器的出現，使英國D.蓋伯在1946年發明的全息攝影技術獲得了新的活力，並爲後來的高密度大容量信息存儲技術奠定了基礎。激光器的問世，也導致了大容量光纖通信的出現，使通信技術繼衛星通信之後發生了又一次飛躍，這又是一個重大進展。
應用基礎科學
電子學在實踐上所取得的一系列重大成就，和它在應用基礎科學方面所取得的成就是分不開的。
在20～30年代，由于對載波、長途和音頻通信的需要，人們研究電路網絡、模擬濾波器、傳輸線、聽覺和音響等，並取得了重大進展。
在信息論和通信理論方面，信息的度量，信息傳輸(即通信)的有效性和可靠性，是這方面的主要問題。1924年，H.奈奎斯特首先證明了信息傳輸的速率與信道帶寬成正比。1928年，R.V.L.哈特萊證明，信息量與信息長度的對數成正比。可以說，這是關于信息度量的先驅性工作。1948年，C.E.仙農把信息的研究置于統計學的基礎上。他通過引入信息熵的概念，解決了信息的度量問題。他的更重要的功績是給出了信息傳輸能力的極限公式、關于信源和信道編碼的定理，以及關于信息率失真函數的概念。仙農因此成爲信息理論的奠基人。在另一個方面，1942年，D.O.諾斯提出了最佳濾波器的概念;1948年，В.А柯捷爾尼科夫創立了最佳接收機的理論;1950年，P.M.烏特沃德提出了模糊函數的概念，他因此成爲現代雷達檢測理論的先驅。
控制和系統理論方面的成就對現代電子學的發展産生了很大的影響。從電子學的角度來說，應當特別提到以下幾個早期的事實：盡管J.瓦特早已發明負反饋的速度調制器，到1928年，H.布萊克才從電路角度提出了負反饋的概念；1932年，H.奈奎斯特將此原理用之于電路穩定性分析；1942年，N.維納提出了關于平穩隨機信號的平滑、濾波和預測的理論；1949年，N.維納對機器和動物中的通信與控制問題作了高度的概括，創立了控制論這一新的學科。50年代後期，狀態變量概念的引入，使控制和系統理論有了一個大的飛躍。1957年，R.貝爾曼創立了動態規劃理論;1958年，Л.С.龐特裏亞金提出了極大值原理；1960年，R.卡爾曼把維納問題推廣到多變量、非平穩的情形並給出問題的遞推解，他還提出了可控性和可觀性兩個概念。
電子學曆史上所取得的成就是多方面的，每一分支專業或學科都有自己的應用基礎科學的成就。理論與實踐，循環往複，相輔相成，不斷提高，把整個電子學推向一個又一個新的階段。
中國的電子學進展
中國是有著悠久曆史的文明古國，有著光輝燦爛的文化。但是，從1840年的鴉片戰爭以後，中國逐漸淪爲半殖民地半封建的國家。中國不僅在政治上遭受壓迫，在經濟上遭受剝削，在科學和教育上也十分落後。這種情況一直持續到1949年中華人民共和國成立。在這一百多年的時間裏，前半段正是電磁學和電工學在西方蓬勃發展、電子學孕育誕生的時期；後半段正是電子學在西方迅速成長並取得輝煌成就的時期。在這一時期，中國卻基本上處于電子學發展的洪流之外。中華人民共和國成立之前，只有少數的幾家修造廠和器材廠，以及少數幾所大學能培養少量電信人才。
電子學和電子工業在中國的創建和發展，是在中華人民共和國成立以後才開始的。
1949～1952年是中國的經濟恢複時期。這段時期的主要成就表現爲：國家成立了電信工業管理局，統一領導全國的電信工業；改造了接管過來的幾家工廠，並很快制造出一批無線電臺和軍用步談機，在中國曆史上第一次能成套地生産接收電子管；一批電子學科技工作者從海外歸來參加國家建設。
1953～1957年是中國第一個五年計劃時期。這段時期的主要成就是：建設了一批以元件器件、通信和雷達爲重點的骨幹企業，研制和生産了一批廣播設備、通信電臺、軍用雷達；在十多所高等院校中成立了無線電系科，創建了專業性的研究院和研究所；第一次制訂了發展電子科學的十二年規劃。
1958～1965年的主要成就是：完成了爲研制原子彈和導彈以及進行試驗所需的電子配套工程；研制並生産了一批軍用雷達、電臺和其他通信裝備；建成了1000千瓦中波廣播發射臺，10信道電視中心和10千瓦黑白電視臺；建立了郵電科學研究院、電子工業研究院及其所屬研究機構。
1966～1976年是動亂的十年，中國在極其困難的條件下獲得的進展主要有：第一顆人造地球衛星發射成功；第一臺集成電路計算機研制成功；自行設計和制造的地球站建成；25米天線的巨型跟蹤雷達投入使用；第一部巨型相控陣雷達進行試運轉。
1977年以來，中國的電子學進入了新的振興時期，獲得了許多重大成就。其中有代表性的成就是：成功地發射了一顆實驗定點通信同步衛星；建成了全國衛星測控網；研制成千萬次向量計算機和億次計算機；研制成16千位隨機存儲器和8位微處理器;建成了京滬杭1800路中同軸電纜通信系統；光纖通信系統相繼在上海、天津和武漢並入市話網，達到了實用階段；初步建成了全國電視網、電視發射臺和差轉臺，總數已達5600余座；在國家科學技術委員會的領導下，制訂了發展電子科學技術的十年規劃。
電子學的專業和學科體系
現代電子學是一個龐大的專業和學科體系，在這個體系裏包含有衆多的分支。它們有機地結合在一起，形成了電子學的統一整體。這些分支，按性質可劃分爲四大類，即：系統與大系統技術；基礎理論與基礎技術;元件、 器件、 材料與工藝；交叉專業和學科類。現代電子學猶如一株枝葉繁茂的大樹，深深地紮根于應用物理、應用化學、應用數學等基礎學科的沃土之中。
系統與大系統技術 屬于這一類的分支學科有：通信、廣播、電視、雷達、導航、電子對抗、計算機、能電子系統，以及綜合多種系統技術的大型電子系統。其共同特點是用電子學方法實現具有某一種或多種社會和軍事應用的功能。
通信是以電子學方法，實現從點到點（人與人，人與機器或機器與機器）的信息傳輸的原理、技術和系統。廣播是將語言、音樂和活動的與靜止的圖像、文字向公衆播發，並由公衆接收、錄放的原理、技術和系統。電視是圖像和文字以及與之伴隨的聲音等的攝取、傳輸、再現、播發、接收、錄放的原理、技術和系統。雷達是利用物體對電磁波的散射現象以發現飛機、導彈、船艦等目標，並獲取這類目標信息的原理、技術和系統。遙感技術主要是在空中利用地物、雲層等的輻射電磁波，觀察地面和大氣中的現象，從而取得地理、地貌、地質、植被、水文、氣象等有用信息，也可用于軍事。遙感技術也可在地面上應用。導航是以電子學的方法確定船艦、飛機、車輛等的位置並引導其向目的地進發的原理、技術和系統。電子對抗是敵對雙方利用電子手段進行偵察和幹擾的原理、技術和系統。測量和監測系統不僅廣泛用于電子科學技術，而且電子測量和檢測技術手段還廣泛用于各行各業，包括電量和非電量測量。
計算機是用電子學方法實現數值計算、邏輯作業、數據處理、過程控制、信號與信息處理、計算機輔助設計、專家系統等的原理、技術和系統，包括各種計算機硬件和軟件等。計算機是電子學中最大的一個分支學科，並正在逐步向自成體系的單獨的專業和學科發展。能電子系統是指用電子手段進行能和動力的作業，如用太陽電池發電，用微波、高頻、激光、超聲波等進行處理和加工，利用電子計算機調度和微處理器控制節約電能等。
大型電子系統是多種具有不同功能的電子系統有機地結合起來，協調地運行，形成具有信息反饋和控制功能的龐大複雜的系統。例如，綜合業務數字網環球空間監視系統，航天測控系統、指揮-控制-通信系統等。
基礎理論和基礎技術 屬于這一類的分支學科有：電子線路與網絡分析、微波、天線、電波傳播、測量、電源、顯示技術、信號處理、 信息論、 自動控制原理、可靠性理論等。它們是構成功能性電子系統所需的各種技術手段或基礎理論。
電子線路與網絡是由電子元件和電子器件組成的功能性電子單元。電子線路有線性的、非線性的、模擬式、脈沖式和數字式幾大類，能實現濾波、頻率平衡、振蕩、放大、調制、變頻、脈沖形成、開關、移位、記憶、計數等多種功能。微波技術是有關分米波、厘米波、毫米波等的傳輸、輻射、測量和應用等的理論和技術。天線是將約束在傳輸線內的電磁能轉換成向指定空間輻射的電磁波或相反過程的理論、技術與裝置。電波傳播是有關電磁波在對流層、電離層、地表面、水下或其他均勻的與不均勻的媒體中傳播時産生吸收、反射、折射、繞射等的理論、方法和實驗研究。測量是指在極寬電磁波譜上電磁參量的測量，包括電子元件、器件、材料、線路和電子裝置的基本參量的測量，各種電子信號的特征參量和電磁能的測量，網絡參數的測量以及與這些測量有關的理論、技術和裝置。
電源是用電子方法使化學能、熱能、核能、太陽能、交流電能、直流電能、高頻能、微波能、超聲能、激光能等相互轉變，以供各種用途。
顯示技術是將信息以文字、表格、圖形等方式提供給信息收受者的技術，包括靜態的和動態的。信號處理是將語言、圖像、雷達等電信號或其他電測非電信號進行諸如過濾、平滑、壓縮、變換、重構之類加工過程的理論和技術，以及這些理論和技術在電子和非電子領域中的應用。信息論研究有關信息的度量、 編碼、 傳輸、處理的一般性理論，是關于廣義通信系統的概括性理論。自動控制是使受控對象達到指定狀態或預定功能的理論和技術。它的理論部分已逐漸上升爲控制論和系統工程理論，其技術部分與電子技術相結合形成具有各種功能的自動控制系統。可靠性理論是有關電子元件、器件、部件、電子裝置，乃至電子系統或大系統的可靠性的理論，以及提高可靠性的各種具體技術方法。
元件、器件與材料、工藝 屬于這一類的主要分支學科有：固態電子器件與集成電路、真空電子學、電子元件、電子材料及有關生産技術等。這一類分支學科可以說是電子學的物質基礎。
半導體與集成電路是研究半導體性能並加以利用的一門科學技術，包括半導體物理、半導體工藝、半導體分立器件和各類集成電路器件。真空電子學是研究帶電粒子（電子、離子）在真空或氣體中運動時與場和物質相互作用規律並加以利用的一門科學技術，包括電子物理、電子管工藝和各種類型的電子管等。電子元件是構成電子設備的基本單元，通常分爲有源元件和無源元件兩類。但是，電子元件一般指無源元件。電子材料是研究各種材料用于制備電子元件、器件的一門科學技術，包括一般金屬材料、高能半導體材料、介質材料、陶瓷材料、磁性材料、高分子材料、鐵電材料等。生産技術包括各種機械、電氣、電子生産工藝與設備，如真空設備、電子束與離子束加工設備、加熱設備、焊接設備、淨化設備、例行試驗設備等。
交叉專業和學科類
電子學與其他學科交叉滲透，又形成了許多新的分支學科。屬于這一類的主要有：量子電子學、核電子學、空間電子學、生物與醫學電子學、射電天文學與雷達天文學等。
量子電子學是利用物質內部量子系統能級間的受激輻射現象，放大或産生相幹電磁波，並研究這一過程的應用的學科。按習慣說，激光技術也是量子電子學的主要內容。
核電子學主要研究核科學、核技術和高能物理實驗中有關核輻射和粒子探測的電子學技術，研究核爆炸和外層空間輻射對電子系統的影響，以及抗輻射加固技術等。
空間電子學是電子學與空間科學技術的結合。
生物與醫學電子學既是電子學與生物學、醫學的結合，也是電子學在生物學和醫學中的應用。
射電天文學利用天體或星際空間的空間自然輻射研究天體和天文現象；雷達天文學則用雷達方法研究太陽和太陽系的近地行星。
電子機械工程 各種電子設備、裝置和元件、器件中都包含有大量的機械技術。這種機械技術必須滿足電子技術的獨特要求，而有別于一般機械工程。
電子學的發展和應用
電子學是發展速度很快的學科之一。電子器件從電子管的發明到晶體管的發明經曆了44年，而從晶體管發展到集成電路只用了10年。集成電路問世後，20多年間，已從小規模集成發展到中規模集成和大規模集成，進而發展到超大規模集成，並出現了從單位、4位一直到32位的微處理器。
通信技術也經曆了多次劃時代的進展。從電子學誕生以前的架空明線發展到電子學誕生初期的無線電；從長、中、短波擴展到超短波、微波，進而擴展到紅外與可見光頻段。與此同時，超長波也獲得了應用；從微波中繼到同軸電纜，直至現代的同步衛星中繼，以至最近的光纖通信。多路通信以電話來說，一個頻道已可通萬路模擬電話和上千路的數字電話。通信的範圍也在不斷地擴大，從國內擴展到國際，從洲際擴展到全球，從近地空間發展到星際深空。
軍用雷達的作用距離已增加了2～3個量級，對無應答器的不合作目標最遠可達上萬公裏，對有應答器的合作目標可達幾千萬公裏以上。幾乎所有環繞地球的軌道目標都已置于雷達的監視之下。雷達的測量精度也提高了2～3個量級，精密跟蹤雷達的測距精度已達米量級，測角精度已達毫弧量級。雷達的應用範圍從軍事擴展到氣象、測繪、民航、水陸交通、城市建設和環境保護等民用各部門。
電子學還是應用和滲透範圍很廣的學科之一。電子學用于工業，極大地提高了現代工業的勞動生産率。電子技術與機械相結合産生了各種類型的數控機床、機械手和機器人，出現了由它們組合起來的全自動化的和柔性的生産線。電子學用于生産檢驗，可以有效地控制産品質量，指示産品設計和生産的改進方向。電子學用于油田開發，可以提高找油的成功率，並能科學地組織開采。電子學用于電力生産的管理，可以實現電力的合理調配，提高生産的安全性。電子學用于交通，可以引導船只、飛機安全航行。
電子學用于農業，也給農業帶來了很大好處。氣象對于農業至關重要，用無線電和雷達的方法可以搜集局部地區的氣象資料，專用的氣象衛星可以定期播發全球各地區的大範圍雲圖，通信網用于傳遞氣象情報，計算機用于氣象情報處理並作出預報。利用遙感數據，可以獲得土壤濕度、作物長勢、病蟲害等信息。電子學還可以用于作物的育種催芽和糧食的烘幹加工。
電子學用于軍事，提高了各種武器裝備的性能，並深刻地影響著軍事行爲的方式。在現代武器裝備中，電子設備所占比重不斷增加。電子技術還是情報偵察、通信聯絡、分析決策、指揮控制等不可缺少的手段。正因爲如此，一種無形的戰爭──電子戰成了引人注目的戰爭形式。
電子學爲科學研究提供了強有力的手段。天文學家利用巨型射電望遠鏡，把觀測範圍擴大到200億光年的宇宙深處；地理學家用遙感的方法發現了撒哈拉沙漠浸沒了的古河道；生物學家利用信息論的方法解釋了生物遺傳的奧秘──遺傳密碼；物理學家利用高靈敏度的天線接收系統發現了2.7K的宇宙背景輻射；化學家利用超高壓電子顯微鏡已使觀察分辨能力達到分子水平。各行各業的科學工作者，利用聯機檢索系統和全球通信網可以從世界浩如煙海的資料庫中迅速查詢所需的資料。
電子學用于教育，給教育的現代化提供了許多新的技術。收音機、錄音機、電視機、錄像機作爲教育手段已相當普遍，電子語言教室、程序教學機器、電視教育衛星已相繼問世。由于知識的迅速更新和增加，終身教育的概念已經形成，以電子技術爲核心的開放式學校在整個教育系統中占有的比重將會越來越高。
電子學用于醫學，出現了各種類型的電子監護系統、物理治療系統、輔助診斷系統、以至醫學專家系統。X射線斷層成像技術是70年代的重要科學進展之一，所采用的主要技術就是圖像處理技術和高速大容量計算機。電子學進入家庭，減輕了人們的家務勞動，使家庭生活更加豐富多彩。
人類社會正進入一個新的發展階段，它是以信息的急劇膨脹爲主要特征的階段，一場以信息技術爲主流的新的技術革命正在興起。推動這一轉變的正是電子學的最新成就，主角是微電子技術。各種信息作業，無一不借助于電子科學技術來完成。人們今天廣泛談論的三“A”革命（即工廠自動化、辦公室自動化、家庭自動化）以及三“C”革命（即通信、計算機、控制），也無一不是建立在電子學的基礎之上的。正因爲如此，許多國家把發展電子學，特別是微電子技術，作爲自己的重要國策之一。
http://baike.baidu.com/view/89996.html?tp=3_01
聲納
聲納（sonar），英文全稱為「SOund Navigation And Ranging」（音響導航與測距），是一種利用聲波在水下的傳播特性，通過電聲轉換和信息處理，完成水下探測和通訊任務的電子設備。它有主動式和被動式兩種類型，屬於聲學定位的範疇。
由於電磁波在水中衰減的速率非常的高，無法做為偵測的訊號來源，以聲波探測水面下的人造物體成為運用最廣泛的手段。無論是潛艇或者是水面船隻，都利用這項技術的衍生系統，探測水地下的物體，或者是以其作為導航的依據。
聲納系統可以大致上分為兩類：主動與被動。「主動聲納」會自己發生音響訊號，借由這個訊號接觸物體後反射回來的變化，做為計算這個物體的相對方位與距離的資料。「被動聲納」的作用和收聽裝置極為相近，不發出任何訊號，只接收來自於周遭的各種音頻訊號來判斷與識別不同的物體。
傳統上潛艇安裝聲納的主要位置是在最前端的位置，由於現代潛艇非常依賴被動聲納的探測效果，巨大的收音裝置不僅僅讓潛艇的直徑水漲船高，原先在這個位置上的魚雷管也得乖乖讓出位置而退到兩旁去。
其他安裝在潛艇上的聲納型態還包括安裝在艇身其他位置的被動聲納聽音裝置，利用不同位置收到的同一訊號，經過電腦處理和運算之後，就可以迅速的進行粗淺的定位，對於艇身較大的潛艇來說比較有利，因為測量的基線較長，準確度亦較高。
另外一種聲納稱為「拖曳聲納」，因為這種聲納裝置在使用時，以纜線與潛艇連接，聲納的本體則遠遠的拖在潛艇的後面進行探測，拖曳聲納的使用大幅強化潛艇對於全方位與不同深度的偵測能力，尤其是潛艇的尾端。這是因為潛艇的尾端同時也是動力輸出的部分，由於水流的聲音的干擾，位於前方的聲納無法聽到這個區域的訊號而形成一個盲區。使用拖曳聲納之後就能夠消除這個盲區，找出躲在這個區域的目標。
歷史
聲納技術至今已有超過100年歷史，它是1906年由英國海軍的李維斯·理察森所發明。他發明的第一部聲納儀是一種被動式的聆聽裝置，主要用來偵測冰山。這種技術，到第一次世界大戰時開始被應用到戰場上，用來偵測潛藏在水底的潛水艇。
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A3%B0%E5%91%90
現代聲納技術的幾個發展方向＞趙月白
自1490年意失利藝術家科學家達?芬奇利用聲管聽到水中的聲音起，聲呐技術發展至今已有500多年的曆史。在兩次世界大戰期間，反潛戰使聲呐成爲海軍不可或缺的耳目，推動著聲呐技術逐步趨于成熟。近年來，隨著微電子技術，信號處理技術的發展以及人們對青傳播規律的認識，聲呐技術有了長足的進步，出現了多種低頻、大功率、大尺寸基陣聲呐和新體制聲呐。本文將談及現代聲呐技術的幾個發展方向。
先進信號處理技術
早期的聲呐接收機功能比較簡單。那時人們對水聲環境與無線電渡環境的差異認識不深，簡單地把應用于雷達和無線電通訊的信號處理技術移植到聲呐系統中，因此並沒有發揮其應有的作用，何況當時的模擬電路技術也很難實現信號處理。近年來，隨著高性能微處理器和各種專用、通用高速數字信號處理器的出現，以及各種先進信號處理算法的開發，聲呐的效能發生了巨大的變化。聲呐系統的更新在很大程度上是隨著計算機系統和信號處理系統的升級而進行的，聲呐基陣的改動不大。美國海軍在聲呐技術的發展上，首先把大量資金用于改進信號處理能力，其次是購買新型聲基陣(如甚低頻主動聲呐基陣)，同時重新設計了潛艇的作戰指揮系統。以前，各種非聲學傳感器(如雷達)只是用作爲聲呐的補充或輔助設備；現在把這些非聲學傳感器數據和聲呐數據結合起來，通過光纖送到潛艇的作戰指揮系統進行集中處理，構成戰術指揮圖供作戰時參考。
水聲通信和聲呐組網技術
先進的信號處理技術顯著提高了聲呐系統的性能，使聲呐除了完成潛艇探測的任務外，還可以進行遠距離水聲通信。西方國家推測，前蘇聯在冷戰時期就實現了水聲通信，但數據傳輸量很小，只是幾個簡單命令。現在的水聲通信技術已經可以實現圖像傳輸，通過編碼技術可以進行大約100比特/秒的低速數據傳輸，今後可能提高到1000比特/秒。水聲通信技術使備種水下平臺的數據交換成爲可能，如通過潛艇和無人潛航器的數據交換就可以構成水下戰場的聲圖像。各種水下平臺之間共享聲呐數據已成爲聲呐技術的一個主要發展方向。
美國海軍對聲呐自組網技術進行了大量的研究工作。目前規模最大的水聲網絡是由美國海軍研究局和空海戰系統中心主持的“海網”(Seaweb)。北約已開始使用反潛武器網絡系統，如用“聲呐監聽系統”(SOSUS)的被動聲呐陣列來探測潛艇，由反潛巡邏機接收聲呐陣列的信號來擴大反潛的海域。使用組網技術的好處是能夠遠程探測，大大提高預警能力。潛艇指揮官可以更早發現潛在威脅、規避攻擊，而不僅但是簡單地搜索攻擊目標。但是遠程探測也有缺憾的地方，即聲呐監聽系統在監聽潛艇時虛警率較高，探測誤差也會逐漸累加。冷戰後，歐美國家對是否采用遠程探測作爲反潛的主要手段有很大分歧：一些歐洲國家主張采用護衛艦在戰時爲船隊護航，而美國和英國海軍則傾向于使用SOSUS、遠程反潛巡邏機和攻擊型核潛艇。
被動聲呐技術
冷戰時期，西方海軍的主要威脅是前蘇聯的核潛艇。核潛艇的核反應堆在運行時噪聲較大，因此那時北約主要發展用于監聽噪聲的被動聲呐站，對窄帶信號的檢測成爲聲呐信號處理的關鍵技術。在冷戰後期，北約依靠新的信號處理技術削弱了蘇聯降低潛艇噪聲所獲得的優勢。這個時期反潛的特點就是大力發展被動聲呐，包括拖曳陣和被動聲呐浮標。
現在西方海軍多在第三世界國家周圍的海域活動，威脅主要來自常規潛艇。常規潛艇可以關閉發動機潛伏在海底不發出一點聲響，采用新型不依賴空氣動力裝置(AIP)的潛艇甚至可以潛伏幾星期。此時，被動聲呐就無法對潛艇實施有效探測。此外，第三世界國家周圍水域多爲比大西洋或挪威海淺得多的淺海，常規潛艇可以靜臥在海底，讓複雜的海底地貌幫助它躲避追蹤；在一些表面聲道很窄的地方，聲波舍被海底多次反射；在濱海水域探測潛艇，還可能遇到一些特殊情況(如河流的入海口)。上述問題都可能會影響聲呐探測，英國艦隊1982年在馬爾維納斯群島作戰時就遇到過這類問題。鑒于上述情況，美英海軍對被動拖曳聲呐的興趣大大降低。美國“阿裏伯克”級驅逐艦不再裝備SQR-19拖曳聲呐。英國海軍23型護衛艦的203l型被動聲呐也被2087型低頻主動聲呐所取代。
盡管被動聲呐技術發展趨緩，但還遠未到被淘汰的地步。只要水面艦艇依然産生噪聲、核潛艇依然會發出規則的聲信號，就會有被動聲呐存在。目前幾乎所有的潛艇都裝備被動聲呐，但是在搜索柴電潛艇時主動聲呐仍必不可少。
低頻主動聲呐技術
安靜型柴電潛艇的廣泛裝備，使聲呐技術的研究熱點重新轉移到主動聲呐上。但主動聲呐有兩個缺點，一是聲呐發射的聲波會被反潛設備接收到，使潛艇暴露目標並遭到攻擊；二是主動聲呐在淺海的作用距離受海床的影響。聲呐脈沖會在海底和水面之間反射，沿不同路徑返回(即“多途效應”)。此時會有微小的時延，在接收機上形成混響幹擾，掩蓋目標的回波。聲呐使用的脈沖序列越長、探測距離越遠，聲呐受混響的影響就越嚴重，選擇短脈沖固然會減小混響的影響，但同時也減小了聲呐的探測距離。
解決這個矛盾的方法之一是使用脈沖編碼技術。一個長脈沖序列可以被壓縮成一個短脈沖序列，但頻率和相位也會發生一些變化。這就是脈沖壓縮理論，它是抗“多選效應”的有效手段。在聲呐信號處理中經常使用頻率調制技術，信號在頻域的帶寬越寬，在時域的脈沖就越窄。現在一些新型主動艦殼聲呐(如美國海軍的DE 1160和SQS一53)以及甚低頻拖曳聲呐(如美國海軍偵察艦使用的低頻聲呐和北約使用長直線陣的大型低頻主動聲呐)，都使用了脈沖壓縮技術。聲呐所用聲波的頻率越低，作用距離就越遠，産生低頻信號的換能器體積也就越大。當使用聲波的頻率低于3.5千赫時，聲呐就會因爲換能器體積過大而不能安裝在艦艇上，只能采取拖曳的方式。低頻聲呐使用的頻率一般爲100~500赫茲，但略高于淨戰時期被動聲呐探測的頻率範圍。此外，艦殼主動聲呐還可以通過控制波束仰角、采用自適應技術來減小混響的影響。
出于戰術上的考慮，很多國家的海軍還在研究或購買低頻主動拖曳聲呐。因爲這種聲呐的遠程探測性能如同SQS-53艦殼聲呐，卻沒低頻聲呐那麽大的體積和重量。小型水面艦艇的船首導流罩容不下大型聲呐基陣，所以通常使用拖曳聲呐。使用拖曳聲呐的另一個好處，是可以減少本艦噪聲對聲呐的影響。這類拖曳聲呐包括英國海軍2087型、新加坡護衛艦采用的EDO 980型以及巴基斯坦和臺灣海軍采用的泰利斯公司ATAS型等。美海軍准備購買新型船首聲呐和低頻寬帶拖曳聲呐，參與競標的有L3公司“海嘯”(TSUNAM)聲呐。它使用了新型結構，中央是一個全方位發射換能器，周圍是接收換能器。這種收發隔離的結構有利于改善發射性能，並使聲呐的作用距離更遠。
只要海水的深度不是太淺，低頻信號就可以傳播很遠的距離。關鍵是要控制聲呐波束的仰角，減小聲波在垂直方向上損失的能量。爲此，英國2087型聲呐等拖曳聲呐的換能器基陣采用垂直陣，這種布陣方式也適用于直升機吊放聲呐。目前最先進的兩型直升機吊放聲呐是泰利斯公司的Flash型(美、法、英等國采用)和L3公司的HELRAS型(德、荷、希、意、土等國采用)。這兩種聲呐可以控制聲波不在垂直方向上擴散，而將能量集中在水平方向上。以Flash型爲例，如果波束的初始發射角使波束在海底發生了反射，聲呐就會自動把發射角度調整爲水平。
爆炸聲回波定位技術
針對安靜型柴油機潛艇給聲呐浮標系統帶來的威脅，美國海軍于50年代中期構想了“朱莉”計劃。基本思路是，潛艇噪聲的降低將會使SOSUS聲呐系統失效，但可以通過增加一個“信號”
深水炸彈爆炸聲來解決問題。爆炸聲將在寂靜潛伏的潛艇上産生回波，SOSUS系統的被動聲呐陣接收回波並進行定位。但“朱莉”系統只能在深度超過3500米的深海使用，否則海底反射波將淹沒潛艇的回波，因此對一些沿海海域並不適用。在70～80年代，前蘇聯還開發了一種改進的“朱莉”系統，使用一組爆炸聲來克服海底回波的影響。受當時條件的限制，“朱莉”系統沒有複雜的信號處理功能，只是通過直達聲和潛艇回波的時延差來定位。到90年代，隨著計算機的飛速發展，區分潛艇回波和海底反射波的司題得到了解決。“朱莉”系統的最大優勢是可以探測到潛艇而不會暴露反潛艦艇的位置，井可以決定是否需要以及何時對潛艇發動攻擊。
美國國防先期研究計劃局發起了一項“遠方雷鳴”(Distant Thunde r)工程，使用艦載聲呐或聲呐浮標接收爆炸引發的信號，由計算機處理接收到的信號、推演海底聲圖像繪制出潛艇的運動軌迹。上述工作當時花費20分鍾時間，現在的64位處理器當然要快得多。美國海軍認爲，韓國附近海域爲淺海，並且周邊各國的潛艇多爲柴電潛艇，所以部署在那裏的驅逐艦都裝備了“遠方雷鳴”系統。該系統是SQQ-89水下戰鬥指揮系統的一部分，這是一種有別于傳統平臺中心作戰的網絡中心近海反潛戰系統，代表著未來近海反潛作戰的發展方向。
作爲爆炸聲回波定位技術的擴展，還有人提出用無人潛航器發出爆炸聲“照亮”整個海底的方案。支持者則認爲這個方案的優勢在于：利用了無人潛航器上安裝的系列傳感器，以及大型潛艇擁有的強大信號處理能力。反對者則認爲方案並不可行，因爲爆炸聲使探測艇自身也産生了回波，一旦敵方潛艇也裝備了類似設備，那麽在搜索敵方潛艇的同時也暴露了本艇的位置。而且西方攻擊型核潛艇的體積要比第三世界國家的柴電潛艇大得多，對爆炸聲的回波也強得多，所以這種方案對自己並不有利。這種技術的前景如何，目前還沒有一致的意見。
http://military.china.com/zh_cn/xdjs/04/11033358/20060117/13039565_1.html
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