按照麥克斯韋電磁場理論,變化的電場在其周圍空間要產生變化的磁場,而變化的磁場又要產生變化的電場。這樣,變化的電場和變化的磁場之間相互依賴,相互激發,交替產生,并以一定速度由近及遠地在空間傳播出去。
周期性變化的磁場激發周期性變化的電場,周期性變化的電場激發周期性變化的磁場。
電磁波不同于機械波,它的傳播不需要依賴任何彈性介質,它只靠“變化電場產生變化磁場,變化磁場產生變化電場”的機理來傳播。
當電磁波頻率較低時,主要籍由有形的導電體才能傳遞;當頻率逐漸提高時,電磁波就會外溢到導體之外,不需要介質也能向外傳遞能量,這就是一種輻射。在低頻的電振蕩中,磁電之間的相互變化比較緩慢,其能量幾乎全部反回原電路而沒有能量輻射出去。然而,在高頻率的電振蕩中,磁電互變甚快,能量不可能反回原振蕩電路,于是電能、磁能隨著電場與磁場的周期變化以電磁波的形式向空間傳播出去。
根據以上的理論,每一段流過高頻電流的導線都會有電磁輻射。有的導線用作傳輸,就不希望有太多的電磁輻射損耗能量;有的導線用作天線,就希望能盡可能地將能量轉化為電磁波發射出去。于是就有了傳輸線和天線。無論是天線還是傳輸線,都是電磁波理論或麥克斯韋方程在不同情況下的應用。
對于傳輸線,這種導線的結構應該能傳遞電磁能量,而不會向外輻射;對于天線,這種導線的結構應該能盡可能將電磁能量傳遞出去。不同形狀、尺寸的導線在發射和接收某一頻率的無線電信號時,效率相差很多,因此要取得理想的通信效果,必須采用適當的天線才行! 研究什么樣結構的導線能夠實現高效的發射和接收,也就形成了天線這門學問。
高頻電磁波在空中傳播,如遇著導體,就會發生感應作用,在導體內產生高頻電流,使我們可以用導線接收來自遠處的無線電信號。