电力论文格式模板(电力技术论文格式)(4)
在电磁波被发现时,人们已经发明了有线电报。但是这种面临着诸如铺设导线、维护保养等诸多问题,人们急需通过无线的形式进行信息传输,于是无线电报被许多科学家和商人提上了日程。
对无线电报发明有贡献的科学家有三位:美籍塞尔维亚科学家尼古拉特斯拉,意大利科学家马可尼,俄罗斯科学家波波夫。
1893年,尼古拉?特斯拉在美国密苏里州圣路易斯首次公开展示了无线电通信,并于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。这一举动据说是因为特斯拉太醉心于他所梦想的通过无线传输电能以造福人类的新技术,而忽视了资本家迫切需要无线电报的感受,这些资本家可能有托马斯?爱迪生,安德鲁?卡耐基和摩根等人,于是他们把橄榄枝投到了新的科学家身上,这个人就是意大利人马可尼。
1901年,马可尼发射的无线电信息成功地穿越大西洋,从英格兰传到加拿大的纽芬兰省。1909年,无线电第一次发挥作用,有一艘汽船由于碰撞遭到毁坏,沉入海底,由于无线电的作用,大部分船员获救,同年马可尼获得诺贝尔奖,马可尼被称为无线电之父而为世界所知。
几乎是在同一时期,俄罗斯科学家波波夫也发明了无线电装置-收音机。他还在收音机上装了天线,这是人类的第一根天线。1896年,波波夫在俄国物理化学协会的年会上,正式进行了用无线电传输了一段信息,信息内容是“海因里希 赫兹”,以表示对赫兹的尊重。
究竟是谁第一个发明了无线电,不同的国家有不同的说法。就是在一个国家,说法也在反复变化,比如虽然美国1904年撤销了特斯拉的专利,转而授予马可尼,但是在几十年后的1943年,美国最高法院又撤销了马可尼的专利,仍裁定特斯拉为无线电的发明者。无论如何,他们都是伟大的科学家,为我们的世界提供了无限的便利。
广播原理最初的无线电信号都是以摩尔斯码的形式进行传输的,这是因为摩尔斯码将英文字母和数字都编码成点和划两个状态,编码简单,容易传输。我们经常在电影中看到战争片中的发报员在那里嘟嘟嘟的按着按钮,这就是在使用摩尔斯电码发电报。
直到今天,在有些领域里,依然使用着摩尔斯电码。比如,我们熟悉的求救信号SOS,本身并没有任何含义,只是因为它在摩尔斯电码中的表示非常简单,三个点,三个划,再三个点。所以国际无线电报公约组织就把它定为了国际通用求救信号。
如今,我们要传输的信号大大丰富了,那么现在的无线电信号究竟是如何进行发射、传播和接收的呢?我们以广播为例,解释一下无线电通信的具体原理。
首先,由于无线电必须频率足够大才能够进行有效传输,比如广播频率多数是几百千赫兹到几百兹,中央广播电台经济之声,就是FM96.6MHz,它表示每秒钟会有九千六百六十万个周期。但是我们说话的声波频率低的多,只有几百赫兹。我们如何才能把我们说的话变为无线电信号呢?这就涉及到一个概念:调制。
低频信号是我们所需要传输的,就好像货物;我们再产生一个高频信号,他是我们的载体,就像马车。我们让高频信号随着低频信号变化,就好像把货物装载在马车上一样,这个过程就称为调制。如果我们让高频信号的频率随着低频信号变化,这个过程就称为调频或者FM,如果让高频信号的振幅随着低频信号变化,这个过程就称为调幅或者AM。
调制好的信号究可以进行发射了。一个电容和一个电感构成的电路称为LC回路,在LC回路中会产生振荡的电磁场,向外发射电磁波。
人们研究发现:电路中的电容越小,发射的无线电频率越高,于是为了发射高频信号,我们把电容的两个板子面积减小。同时,为了让电磁波发射的范围足够大,我们可以把电容器的两个极板一个放置在顶端,一个放置在底端,这就构成了天线。我们把调制好的电流信号加载到天线上,天线就可以帮我们把无线电发射出去了。
无线电在空中是如何传播的呢?大家注意,由于地球是圆的,如果无线电是沿着直线传播,就很难扩展到很大的范围。人们如何让无线电传输的更远呢?一共有三种。
波长比较长的无线电称为长波,长波容易绕过障碍物,这种现象称为衍射,所以长波主要靠地波传播。所谓地波,就是让无线电沿着地面运动,它会自己发生衍射而弯曲,到达接收装置。这种无线电一般用于远程无线通信。
波长短一些的无线电称为中波,中波衍射能力差,不能靠地波传播。但是,在大气中存在着一层特殊的部位,称为电离层,电离层可以反射中波,于是可以利用无线电在地面和电离层之间的反复反射传输无线电,这种称为天波。而电离层与天波传输的设想,最早也是特斯拉提出的。电报和广播一般都使用天波传输。
文章来源:《电力学报》 网址: http://www.dlxbzz.cn/zonghexinwen/2022/1212/2178.html