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(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。
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。
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。
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。
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:
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。