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无线电是谁发明的 无线电的发明历史

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  无线电或射频波是指在自由空间传播的电磁波,关于电磁波的知识比较复杂,那么大家了解多少呢?知道它是谁发明的吗?知道它的发明历史吗?跟着学习啦小编一起来看看吧。

  无线电的发明者以及发明历史

  关于谁是无线电台的发明人还存在争议。

  1893年,尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)在美国密苏里州圣路易斯首次公开展示了无线电通信。在为“费城富兰克林学院”以及全国电灯协会做的报告中,他描述并演示了无线电通信的基本原理。他所制作的仪器包含电子管发明之前无线电系统的所有基本要素。尼古拉·特斯拉于1897年在美国获得了无线电技术的专利。然而,美国专利局于1904年将其专利权撤销,转而授予马可尼发明无线电的专利。这一举动可能是受到马可尼在美国的经济后盾人物,包括托马斯·爱迪生,安德鲁·卡耐基影响的结果。

  古列尔莫·马可尼(Guglielmo Marconi)(又译伽利尔摩·马可尼)拥有通常被认为是世界上第一个无线电技术的专利,英国专利12039号,“电脉冲及信号传输技术的改进以及所需设备”。实际上马可尼只是改进了无线电。

  1909年,马可尼和卡尔·费迪南德·布劳恩(Karl Ferdinand Braun)由于“发明无线电报的贡献”获得诺贝尔物理学奖。1943年,在尼古拉·特斯拉去世后不久,美国最高法院重新认定尼古拉·特斯拉的专利有效。美国最高法院承认了他的发明在马可尼的专利之前就已完成。有些人认为作出这一决定是出于经济原因,这样二战中的美国政府就可以避免付给马可尼公司专利使用费。

  无线电的发现过程

  无线电的诞生九十几年前,“嘀、嘀、嘀”三声微弱而短促的讯号,通过电波传过2500公里的大西洋对岸,从此向世界宣布了无线电的诞生。那是1901年12月12日,扎营守候。

  在位于加拿大东南角的纽芬兰(Newfoundland)讯号山(SignalHill)的马可尼,用气球和风筝架设接收天线,终于接收到从英国西南角的宝窦(Poldhu),用大功率发射电台发送“S”字符的国际莫尔斯电码。这是有史以来第一次人类跨过大西洋的无线电通讯,这个实验向世人说明了无线电再也不是仅限于实验室的新奇东西,而是一种实用的通讯媒介。这一消息轰动了全球,激发了广大无线电爱好者浓厚兴趣,推动了业余无线电运动蓬勃发展。

  虽然马可尼的试验结果令人相当振奋,可是当时一般人认为无线电行径类似光波,发射之后,绝对是呈直线前进,从英国到加拿大,再怎么说一定是无法完成直线的无线电通讯(因为地球表面是弧形的),当时的科学理论更证明,从英国发射后的无线电波一定直驱太空,怎么可能达加拿大?可是从马可尼用简陋的无线电设备征服长距离通讯的试验记录看来,白天,讯号可以远达700英哩,晚间更远达2,000英哩以上,这些试验数据,使得以往的理论所推展出来的必然结果,开始发生动摇了[2]。

  与此同时KENNELLY君及HEAVISIDE君不约而同地分别提出了同样的看法:就是在地球大气层中有电子层的存在,它可以像镜子般,把无线电折射回地球,而不致于直奔太空,由于这种折射回返的讯号,使得远方的电台才得以互相通讯,这种对无线电波有如镜子般作用的电子层称做KENNELLYHEAVISIDE层,但现今一般称之为电离层(lonosphre),而短波之所以如此发达就是受了电离层之赐。

  从一九二五年开始,许多科学家便开始进行电离层的探堪工作,经由向电离层发射无线电脉冲讯号,然后从电离层折反的回声(Echo)中,可以了解到电离层的自然现象,所得到的结果就是:地球上空的电离层就像是一把大伞涵盖了地球,而且随着白天或夜晚或季节的变化而变动,同时发现某些频率可以穿过电离层,而有些频率则以不同角度折返地表,虽然对电离层已经掀开了面纱而有了某种程度的了解,使得短波的国际通讯有了很大的发展,但是这六十多年来,科学家均不放过任何继续研究电离层的机会,甚至火箭发射、人造卫星试验及太空梭飞行,均设计有某些实验,以期能更进一步了解电离层,借超高速电脑的帮助,透过假设的模型最后希望能够像气象般,可以预测未来几天的电离层状况。

  无线电的发展史,在很大程度上就是人们对各波段进行研究、运用的历史。首先被运用的是长波段,因为长波在地表激起的感生电流小、电波能量损失小,而且能够绕过障碍物。但长波的天线设备庞大、昂贵,通讯容量小,这促使人们寻求新的通讯波段。二十世纪20年代,业余无线电爱好者发现短波能传播到很远的距离。1931年出现了电离层理论,电离层正象赫兹所说的镜子。它最适于反射短波。短波电台既经济又轻便,它在电讯和广播中得到了普遍应用。但是电离层受气象、太阳活动及人类活动的影响,使通信质量和可靠性下降,此外短波段容量也满足不了日益增长的需要。短波段为3MHz~30MHz,按每个短波台占4KHz频带计算,仅能容纳几千个电台,每个国家只能分得很有限的电台数,电视台(8MHz)就更挤不下了。从二十世纪40年代开始,世界上发展了微波技术。微波已接近光频,它沿直线传播,而且能穿过电离层不被反射,所以微波需经中继站或通讯卫星将它反射后传播到预定的远方。

  无线电的相关用途

  声音

  * 声音广播的最早形式是航海无线电报。它采用开关控制连续波的发射与否,由此在接收机产生断续的声音信号,即摩尔斯电码。

  * 调幅广播可以传播音乐和声音。调幅广播采用幅度调制技术,即话筒处接受的音量越大则电台发射的能量也越大。这样的信号容易受到诸如闪电或其他干扰源的干扰。

  * 调频广播可以比调幅广播更高的保真度传播音乐和声音。对频率调制而言,话筒处接受的音量越大对应发射信号的频率越高。调频广播工作于甚高频段(Very High Frequency,VHF)。频段越高,其所拥有的频率带宽也越大,因而可以容纳更多的电台。同时,波长越短的无线电波的传播也越接近于光波直线传播的特性。

  * 调频广播的边带可以用来传播数字信号如,电台标识、节目名称简介、网址、股市信息等。在有些国家,当被移动至一个新的地区后,调频收音机可以自动根据边带信息自动寻找原来的频道。

  * 航海和航空中使用的话音电台应用VHF调幅技术。这使得飞机和船舶上可以使用轻型天线。

  * 政府、消防、警察和商业使用的电台通常在专用频段上应用窄带调频技术。这些应用通常使用5KHz的带宽。相对于调频广播或电视伴音的16KHz带宽,保真度上不得不作出牺牲。

  * 民用或军用高频话音服务使用短波用于船舶,飞机或孤立地点间的通讯。大多数情况下,都使用单边带技术,这样相对于调幅技术可以节省一半的频带,并更有效地利用发射功率。

  * 陆地中继无线电(Terrestial Trunked Radio, TETRA)是一种为军队、警察、急救等特殊部门设计的数字集群电话系统。

  电话

  * 蜂窝电话或移动电话是当前最普遍应用的无线通信方式。蜂窝电话覆盖区通常分为多个小区。每个小区由一个基站发射机覆盖。理论上,小区的形状为蜂窝状六边形,这也是蜂窝电话名称的来源。当前广泛使用的移动电话系统标准包括:GSM,CDMA和TDMA。运营商已经开始提供下一代的3G移动通信服务,其主导标准为UMTS和CDMA2000。

  *卫星电话存在两种形式:INMARSAT 和铱星系统。两种系统都提供全球覆盖服务。 INMARSAT使用地球同步卫星,需要定向的高增益天线。铱星则是低轨道卫星系统,直接使用手机天线

  电视

  * 通常的模拟电视信号采用将图像调幅,伴音调频并合成在同一信号中传播。

  * 数字电视采用MPEG-2图像压缩技术,由此大约仅需模拟电视信号一半的带宽。

  紧急服务

  * 无线电紧急定位信标(emergency position indicating radio beacons,EPIRBs),紧急定位发射机或 个人定位信标是用来在紧急情况下对人员或测量通过卫星进行定位的小型无线电发射机。它的作用是提供给救援人员目标的精确位置,以便提供及时的救援。

  数据传输

  *数字微波传输设备、卫星等通常采用正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)。QAM调制方式同时利用信号的幅度和相位加载信息。这样,可以在同样的带宽上传递更大的数据量。

  * IEEE802.11是当前无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)的标准。它采用2GHz或5GHz频段,数据传输速率为11 Mbps或54 Mbps。

  *蓝牙(Bluetooth)是一种短距离无线通讯的技术。

  辨识

  * 利用主动及被动无线电装置可以辨识以及表明物体身份。(参见射频识别)

  其它

  * 业余无线电是无线电爱好者参与的无线电台通讯。业余无线电台可以使用整个频谱上很多开放的频带。爱好者使用不同形式的编码方式和技术。有些后来商用的技术,比如调频,上边带调幅,数字分组无线电和卫星信号转发器,都是由业余爱好者首先应用的。

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