无线电广播技术的发展史
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无线电广播技术的发展史

2019-07-15 09:19 主页 来源:未知
无线电广播技术的发展史




在传播过程中,波的强度随距离呈指数衰,而且波长越短,衰减越强烈。后来他进一步把地表和电离层之间看成一个波导,指出了电磁波在这种波导中传输的模式。在理论上用这个方法处理长波是有效的,所以一直沿用到现在。地面波传播理论使人们以为只有长波才能远距离传播,而波长在200米以下的短波,由于传播距离极短,不会有什么用处。可是,大批无线电业余爱好者由于在长波波段的活动受到限制,一心想在较短波长的波段内创造奇迹。第一次大战结束后,那些入了迷的业余爱好者积极探索利用短波进行通信的可能性。



他们日以继夜地在家中安装无线电装置,并与全世界的志同道合者进行无线电联系。1921年12月,在从美国到英国的试验广播中,利用200米波获得成功。从此短波长广播成为长距离广播的主要方式。极容易被吸收的无线电短波究竟通过什么途径实现了长距离传播呢?早在1901年马可尼在大西洋两岸首次进行无线电报试验后,无线电波的传播方式问题就引起人们的思索。1902年,凯内利和希维赛德提出在高空大气中存在电离层的假设。1912年英国的埃克耳斯的工作为电磁波由于电离层而得到传播的理论奠定了基础。



1924年拉摩进一步确定电离层对无线电波的折射效应主要是由于电离层内存在的大量电子。后来查普曼对电离层的结构进行研究,指出按离地高度不同,电离层可分为D、E、F层,它们对不同波长的电磁波反射效果不同。只是波长为厘米数量级的微波会穿透电离层,反射效果很差,但在空间时代开始以后,微波恰好成为空间与地面之间通信联系的通道。与长波相比,短波传播可以做到有较强的方向性,因而用较低的功率就可以发射到较远的距离,而且大量的无线电发射装置已使长波波长有占满之患,所以200米短波广播试验获得成功以后,对短波的研究进展很快。

特别是1925年荷兰的年青工程师冯·贝茨利尔在1925年4月,利用4千瓦水冷电子管在一个包装箱内建造了一个波长约为30米的发射机。在同年5月13日的试验中,在印度尼西亚收到了这个发射机发射的无线电信号。两个月后,在荷兰和印尼之间建立了短波无线电联系。后来还发现,用特制的高频发射管制造的发射机可以向世界范围发射信号。1927年6月1日,荷兰女皇利用这种发射机向东、西印度群岛发表了广播讲话。这是第一个“世界广播系统”。从此,在长距离广播中,短波取代了长波。3起初,为了接收短波,必须制造专用装置。后来由于利用了“超外差”原理,将长波和短波都转换为固定的“中频”加以放大,这样同一个收音机就可以接收从长波到短波各波段的信息。



“超外差”设计是无线电接收器重要的改进之一,它的原理是1912年由费森登提出的:使输入的无线电信号频率和与之相近的本机振荡器频率差拍到中频。从而使输入的信号转移到这个中频上。1919年阿姆斯特朗根据这个原理研制成功超外差收音机。由于差频固定在中频,中频放大器就可以按照最佳放大特性进行设计,收音机可以获得很高的灵敏度和很好的选择性能。影响无线电接收质量的另一个重要因素是噪声干扰,阿姆斯特朗多年来探索消除干扰的途径,最后发明了调频原理。

同用信号调制载波振幅的调幅原理不同,调频是用信号来调制载波的频率。1933年阿姆斯特朗完善了他的频率调制系统,在克服大气放电等天然干扰和邻近电台的人为干扰方面效果极好。由于高质量调频系统需要很宽的频带来发射信号,选择频率较低的载波是不适宜的。所以在三十年代以后,又开始了对1-10米这个更短波长领域的研究和应用。二次大战后,证实了调频系统在优良的接收质量方面有重大价值,许多国家都开辟了调频广播,优秀的音乐节目都是通过调频台播送的,电视伴音也采用调频制。



利用波长更短的微波进行通信的研究早在二十年代就开始了。1920年研制成功的巴克豪森板栅振荡器可以有效地发射40厘米的微波,引起了人们对微波的兴趣。1929年,法国人克拉维尔开始研究如何利用微波进行通信。1931年3月,克拉维尔和他的同事在加来和多佛尔之间40公里的距离上进行试验,证明了微波通信的高质量、独立、灵活和经济。1933年,他建立了英法之间的第一条商用微波无线电线路。