电子情报

2008年美国威利所著的书籍

信号情报（SIGINT）是一个总称，包括通信情报（COMINT）、电子情报（ELINT）以及量度与特征情报（MASINT）系统。电子情报指从外国的核爆炸或电磁辐射源发出的非通信电磁辐射中获得的技术情报和地理位置情报。

信号情报

信号情报（SIGINT）是一个总称，包括通信情报（COMINT）、电子情报（ELINT）以及量度与特征情报（MASINT）系统。美国国防部的定义为：

卫星拍摄或者航空摄影等手段获得的图像情报（IMINT），包括可见光、红外成像、紫外成像、合成孔径雷达（SAR）或活动目标指示器（MTI）成像等，一般不算作信号情报。

由于通信一般会加密，因此通信情报需要密码分析技术与通信量分析技术。

电磁辐射

电磁辐射，又称电磁波，是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式传递能量和动量，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面。

电磁辐射的载体为光子，不需要依靠介质传播，在真空中的传播速度为光速。电磁辐射可按照频率分类，从低频率到高频率，主要包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。人眼可接收到的电磁辐射，波长大约在380至780nm之间，称为可见光。只要是本身温度大于绝对零度的物体，除了暗物质以外，都可以发射电磁辐射，而世界上并不存在温度等于或低于绝对零度的物体，因此，人们周边所有的物体时刻都在进行电磁辐射。尽管如此，只有处于可见光频域以内的电磁波，才可以被人们肉眼看到，对于不同的生物，各种电磁波频段的感知能力也有所不同。

发现历史

在可见光波长以外的电磁辐射被发现于19世纪初期。红外线辐射的发现归因于天文学家威廉·赫歇尔，他于1800年在伦敦皇家学会发表了他的成果。

电磁波首先由詹姆斯·麦克斯韦于1865年预测出来，而后由德国物理学家海因里希·赫兹于1887年至1888年间在实验中证实存在。麦克斯韦推导出电磁波方程，一种波动方程，这清楚地显示出电场和磁场的波动本质。因为电磁波方程预测的电磁波速度与光速的测量值相等，麦克斯韦推论光波也是电磁波。无线电波被海因里希·赫兹在1887年第一个刻意产生，使用电路计算出比可见光低得多的频率上产生振荡，随之产生了由麦克斯韦方程所建议的振荡电荷和电流。赫兹还开发检测这些电波的方法，并产生和特征化这些后来被称为无线电波和微波。

威廉·伦琴发现并命名了X射线。在1895年11月8日的应用于真空管上的高电压试验后，他注意到在附近的镀膜玻璃板的荧光。在一个月内，他发现了X射线的主要性质。

概念

电动力学专门研究电磁波的物理行为，是电磁学的分支。在电动力学里，根据麦克斯韦方程组，随着时间变化的电场产生了磁场，反之亦然。因此，一个振荡中的电场会产生振荡的磁场，而一个振荡中的磁场又会产生振荡的电场，这样子，这些连续不断同相振荡的电场和磁场共同地形成了电磁波。

电场，磁场都遵守叠加原理。因为电场和磁场都是矢量场，所有的电场矢量和磁场矢量都适合做矢量加运算。例如，一个行进电磁波，入射于一个介质，会引起介质内的电子振荡，因而使得它们自己也发射电磁波，因而造成折射或衍射等等现象。

在非线性介质内（例如，某些晶体），电磁波会与电场或磁场产生相互作用，这包括法拉第效应、克尔效应等等。

当电磁波从一种介质入射于另一种介质时，假若两种介质的折射率不相等，则会产生折射现象，电磁波的方向和速度会改变。斯涅尔定律专门描述折射的物理行为。

假设，由很多不同频率的电磁波组成的光波，从空气入射于棱镜。而因为菱镜内的材料的折射率跟电磁波的频率有关，会产生色散现象：光波会色散成一组可观察到的电磁波谱。

量子电动力学是描述电磁辐射与物质之间的相互作用的量子理论。电磁波不但会展示出波动性质，它还会展示出粒子性质（参阅波粒二象性）。这些性质已经在很多物理实验中证实，例如，杨氏双缝实验展示出电磁波的波动性质、光电效应展示出电磁波的粒子性质。有时候，波动性质和粒子性质会出现于同一个实验，例如，在双缝实验里，当单独光子被发射于两条细缝时，单独光子会穿过这两条细缝，自己与自己干涉，就好像波动运动一样。可是，它只会被光电倍增管侦测到一次。当单独光子被发射于马赫-曾德尔干涉仪或其它种干涉仪时，也会观测到类似的自我干涉现象。

波动模型

波是由很多前后相继的波峰和波谷所组成，两个相邻的波峰或波谷之间的距离称为波长。电磁波的波长有很多不同的尺寸，从非常长的无线电波（有一个足球场那么长）到非常短的伽马射线（比原子半径还短）。

描述光波的一个很重要的物理参数是频率。一个波的频率是它的振荡率，国际单位制单位是赫兹。每秒钟振荡一次的频率是一赫兹。频率与波长成反比：

其中，是波速（在真空里是光速；在其它介质里，小于光速），是频率，是波长。

当波从一个介质传播至另一个介质时，波速会改变，但是频率不变。

干涉是两个或两个以上的波，叠加形成新的波样式。假若这几个电磁波的电场同方向，磁场也同方向，则这干涉是相长干涉；反之，则是摧毁性干涉。

电磁波的能量，又称为辐射能。这能量，一半储存于电场，另一半储存于磁场。用方程表达：

其中，是单位体积的能量，是电场数值大小，是磁场数值大小，是电常数，是磁常数。

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