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無線電是誰發明的 無線電的發明歷史

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  無線電或射頻波是指在自由空間傳播的電磁波,關于電磁波的知識比較復雜,那么大家了解多少呢?知道它是誰發明的嗎?知道它的發明歷史嗎?跟著學習啦小編一起來看看吧。

  無線電的發明者以及發明歷史

  關于誰是無線電臺的發明人還存在爭議。

  1893年,尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)在美國密蘇里州圣路易斯首次公開展示了無線電通信。在為“費城富蘭克林學院”以及全國電燈協會做的報告中,他描述并演示了無線電通信的基本原理。他所制作的儀器包含電子管發明之前無線電系統的所有基本要素。尼古拉·特斯拉于1897年在美國獲得了無線電技術的專利。然而,美國專利局于1904年將其專利權撤銷,轉而授予馬可尼發明無線電的專利。這一舉動可能是受到馬可尼在美國的經濟后盾人物,包括托馬斯·愛迪生,安德魯·卡耐基影響的結果。

  古列爾莫·馬可尼(Guglielmo Marconi)(又譯伽利爾摩·馬可尼)擁有通常被認為是世界上第一個無線電技術的專利,英國專利12039號,“電脈沖及信號傳輸技術的改進以及所需設備”。實際上馬可尼只是改進了無線電。

  1909年,馬可尼和卡爾·費迪南德·布勞恩(Karl Ferdinand Braun)由于“發明無線電報的貢獻”獲得諾貝爾物理學獎。1943年,在尼古拉·特斯拉去世后不久,美國最高法院重新認定尼古拉·特斯拉的專利有效。美國最高法院承認了他的發明在馬可尼的專利之前就已完成。有些人認為作出這一決定是出于經濟原因,這樣二戰中的美國政府就可以避免付給馬可尼公司專利使用費。

  無線電的發現過程

  無線電的誕生九十幾年前,“嘀、嘀、嘀”三聲微弱而短促的訊號,通過電波傳過2500公里的大西洋對岸,從此向世界宣布了無線電的誕生。那是1901年12月12日,扎營守候。

  在位于加拿大東南角的紐芬蘭(Newfoundland)訊號山(SignalHill)的馬可尼,用氣球和風箏架設接收天線,終于接收到從英國西南角的寶竇(Poldhu),用大功率發射電臺發送“S”字符的國際莫爾斯電碼。這是有史以來第一次人類跨過大西洋的無線電通訊,這個實驗向世人說明了無線電再也不是僅限于實驗室的新奇東西,而是一種實用的通訊媒介。這一消息轟動了全球,激發了廣大無線電愛好者濃厚興趣,推動了業余無線電運動蓬勃發展。

  雖然馬可尼的試驗結果令人相當振奮,可是當時一般人認為無線電行徑類似光波,發射之后,絕對是呈直線前進,從英國到加拿大,再怎么說一定是無法完成直線的無線電通訊(因為地球表面是弧形的),當時的科學理論更證明,從英國發射后的無線電波一定直驅太空,怎么可能達加拿大?可是從馬可尼用簡陋的無線電設備征服長距離通訊的試驗記錄看來,白天,訊號可以遠達700英哩,晚間更遠達2,000英哩以上,這些試驗數據,使得以往的理論所推展出來的必然結果,開始發生動搖了[2]。

  與此同時KENNELLY君及HEAVISIDE君不約而同地分別提出了同樣的看法:就是在地球大氣層中有電子層的存在,它可以像鏡子般,把無線電折射回地球,而不致于直奔太空,由于這種折射回返的訊號,使得遠方的電臺才得以互相通訊,這種對無線電波有如鏡子般作用的電子層稱做KENNELLYHEAVISIDE層,但現今一般稱之為電離層(lonosphre),而短波之所以如此發達就是受了電離層之賜。

  從一九二五年開始,許多科學家便開始進行電離層的探堪工作,經由向電離層發射無線電脈沖訊號,然后從電離層折反的回聲(Echo)中,可以了解到電離層的自然現象,所得到的結果就是:地球上空的電離層就像是一把大傘涵蓋了地球,而且隨著白天或夜晚或季節的變化而變動,同時發現某些頻率可以穿過電離層,而有些頻率則以不同角度折返地表,雖然對電離層已經掀開了面紗而有了某種程度的了解,使得短波的國際通訊有了很大的發展,但是這六十多年來,科學家均不放過任何繼續研究電離層的機會,甚至火箭發射、人造衛星試驗及太空梭飛行,均設計有某些實驗,以期能更進一步了解電離層,借超高速電腦的幫助,透過假設的模型最后希望能夠像氣象般,可以預測未來幾天的電離層狀況。

  無線電的發展史,在很大程度上就是人們對各波段進行研究、運用的歷史。首先被運用的是長波段,因為長波在地表激起的感生電流小、電波能量損失小,而且能夠繞過障礙物。但長波的天線設備龐大、昂貴,通訊容量小,這促使人們尋求新的通訊波段。二十世紀20年代,業余無線電愛好者發現短波能傳播到很遠的距離。1931年出現了電離層理論,電離層正象赫茲所說的鏡子。它最適于反射短波。短波電臺既經濟又輕便,它在電訊和廣播中得到了普遍應用。但是電離層受氣象、太陽活動及人類活動的影響,使通信質量和可靠性下降,此外短波段容量也滿足不了日益增長的需要。短波段為3MHz~30MHz,按每個短波臺占4KHz頻帶計算,僅能容納幾千個電臺,每個國家只能分得很有限的電臺數,電視臺(8MHz)就更擠不下了。從二十世紀40年代開始,世界上發展了微波技術。微波已接近光頻,它沿直線傳播,而且能穿過電離層不被反射,所以微波需經中繼站或通訊衛星將它反射后傳播到預定的遠方。

  無線電的相關用途

  聲音

  * 聲音廣播的最早形式是航海無線電報。它采用開關控制連續波的發射與否,由此在接收機產生斷續的聲音信號,即摩爾斯電碼。

  * 調幅廣播可以傳播音樂和聲音。調幅廣播采用幅度調制技術,即話筒處接受的音量越大則電臺發射的能量也越大。這樣的信號容易受到諸如閃電或其他干擾源的干擾。

  * 調頻廣播可以比調幅廣播更高的保真度傳播音樂和聲音。對頻率調制而言,話筒處接受的音量越大對應發射信號的頻率越高。調頻廣播工作于甚高頻段(Very High Frequency,VHF)。頻段越高,其所擁有的頻率帶寬也越大,因而可以容納更多的電臺。同時,波長越短的無線電波的傳播也越接近于光波直線傳播的特性。

  * 調頻廣播的邊帶可以用來傳播數字信號如,電臺標識、節目名稱簡介、網址、股市信息等。在有些國家,當被移動至一個新的地區后,調頻收音機可以自動根據邊帶信息自動尋找原來的頻道。

  * 航海和航空中使用的話音電臺應用VHF調幅技術。這使得飛機和船舶上可以使用輕型天線。

  * 政府、消防、警察和商業使用的電臺通常在專用頻段上應用窄帶調頻技術。這些應用通常使用5KHz的帶寬。相對于調頻廣播或電視伴音的16KHz帶寬,保真度上不得不作出犧牲。

  * 民用或軍用高頻話音服務使用短波用于船舶,飛機或孤立地點間的通訊。大多數情況下,都使用單邊帶技術,這樣相對于調幅技術可以節省一半的頻帶,并更有效地利用發射功率。

  * 陸地中繼無線電(Terrestial Trunked Radio, TETRA)是一種為軍隊、警察、急救等特殊部門設計的數字集群電話系統。

  電話

  * 蜂窩電話或移動電話是當前最普遍應用的無線通信方式。蜂窩電話覆蓋區通常分為多個小區。每個小區由一個基站發射機覆蓋。理論上,小區的形狀為蜂窩狀六邊形,這也是蜂窩電話名稱的來源。當前廣泛使用的移動電話系統標準包括:GSM,CDMA和TDMA。運營商已經開始提供下一代的3G移動通信服務,其主導標準為UMTS和CDMA2000。

  *衛星電話存在兩種形式:INMARSAT 和銥星系統。兩種系統都提供全球覆蓋服務。 INMARSAT使用地球同步衛星,需要定向的高增益天線。銥星則是低軌道衛星系統,直接使用手機天線

  電視

  * 通常的模擬電視信號采用將圖像調幅,伴音調頻并合成在同一信號中傳播。

  * 數字電視采用MPEG-2圖像壓縮技術,由此大約僅需模擬電視信號一半的帶寬。

  緊急服務

  * 無線電緊急定位信標(emergency position indicating radio beacons,EPIRBs),緊急定位發射機或 個人定位信標是用來在緊急情況下對人員或測量通過衛星進行定位的小型無線電發射機。它的作用是提供給救援人員目標的精確位置,以便提供及時的救援。

  數據傳輸

  *數字微波傳輸設備、衛星等通常采用正交幅度調制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)。QAM調制方式同時利用信號的幅度和相位加載信息。這樣,可以在同樣的帶寬上傳遞更大的數據量。

  * IEEE802.11是當前無線局域網(Wireless Local Area Network,WLAN)的標準。它采用2GHz或5GHz頻段,數據傳輸速率為11 Mbps或54 Mbps。

  *藍牙(Bluetooth)是一種短距離無線通訊的技術。

  辨識

  * 利用主動及被動無線電裝置可以辨識以及表明物體身份。(參見射頻識別)

  其它

  * 業余無線電是無線電愛好者參與的無線電臺通訊。業余無線電臺可以使用整個頻譜上很多開放的頻帶。愛好者使用不同形式的編碼方式和技術。有些后來商用的技術,比如調頻,上邊帶調幅,數字分組無線電和衛星信號轉發器,都是由業余愛好者首先應用的。
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