无线电报是如何到达这么远的?

电器工程 无线的 电信
2022-01-27 15:19:29

甚至早在 1900 年代初期,无线传输的电报就可以达到数百英里。例如,泰坦尼克号使用相对低功率的设备与 400 英里外的加拿大通信。鉴于电报非常简单,这些脉冲怎么会传播这么远?

使用相同的设备,这些脉冲今天还会传播那么远吗?

这是否意味着不可能有很多人使用这些系统,因为数百英里内的操作员都会干扰电波?似乎这会产生很多串扰。或者是否有多个频率可用于无线电报?

4个回答

泰坦尼克号用相对低功率的设备与 400 英里外的加拿大通信

从这个网站引用: -

泰坦尼克号的“无线”设备在当时是最强大的。主发射器采用旋转火花设计,由 5 kW 电机交流发电机供电,由船舶的照明电路供电。

该设备通过悬挂在船的 2 根桅杆之间的 4 线天线进行操作,距离海面约 250 英尺。还有一个电池供电的紧急发射器。

主发射器被安置在一个特殊的房间里,被称为“静室”。这个房间位于手术室的隔壁,并经过特殊绝缘以减少对主接收器的干扰。

该设备的保证工作范围为 250 英里,但白天的通信距离可达 400 英里,夜间的通信距离可达 2000 英里。

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因此,如果您将 5 kW 归类为低功率,那没关系,但从那时起事情就发生了变化。例如,随着电子管/阀门的开发,无线电接收器变得更加敏感,这意味着发射功率可以大大降低。

您必须意识到这些传输是实际的电磁波,并且它们只会随着距离的增加而逐渐衰减。例如,与非接触式电池充电器相比,它的磁场随着距离超过线圈直径的立方而减小,而在适当的 EM 传输中,H 场随距离线性减小。

只需考虑航海者 1 号探测器及其从冥王星以外的传输。发射器功率只有 20 瓦,但最大的是抛物面:-

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这是否意味着不可能有很多人使用这些系统,因为数百英里内的操作员都会干扰电波?似乎这会产生很多串扰。

这确实是一个大问题,来自 RMS Titanic 的著名传输建议SS Californian应该“闭嘴”,因为它阻止了加拿大海岸开普种族的传输:-

泰坦尼克号的值班无线操作员杰克菲利普斯当时正忙着清理乘客在 800 英里(1,300 公里)外的纽芬兰 Cape Race 的无线电台积压的信息。埃文斯关于 SS Californian 号由于两艘船相对靠近而被冰层拦截并被冰层包围的信息,淹没了菲利普斯正在从 Cape Race 收到的另一条信息,他斥责埃文斯:“闭嘴,闭嘴起来!我很忙;我在 Cape Race 工作!” 埃文斯又听了一会儿,23点35分,他关掉了无线,上床睡觉。五分钟后,泰坦​​尼克号撞上了冰山。在那之后的 25 分钟,她发出了她的第一个求救信号。

引用自此处,加利福尼亚轮船的 Wiki 页面。

来自http://hf.ro/

泰坦尼克号的“无线”设备在当时是最强大的。主发射器采用旋转火花设计,由 5 kW 电机交流发电机供电,由船舶的照明电路供电

火花隙发射器是最简单的无线电发射器形式,通过开关键控(莫尔斯电码)进行调制。即使考虑到火花隙传输的低效率——它在一个非常宽的频带上喷射射频——一个 5kW 的发射器也是巨大的

甚至早在 1900 年代初期,无线传输的电报就可以达到数百英里。例如,泰坦尼克号使用相对低功率的设备与 400 英里外的加拿大通信。鉴于电报非常简单,这些脉冲如何传播这么远?

除了事实之外,正如其他人所指出的那样,功率确实不是很低,莫尔斯信号只是一个带宽非常低的信号。只要您不想在给定的时间段内发送太多信息,您就可以使用非常少量的接收功率来获取消息。WiFi 以每秒十亿比特的速度从一个房间传输到另一个房间。一个电视频道每秒发送数千万比特,可能在一百英里的半径范围内。手动键入的摩尔斯电码相当于每秒大约十位,给或取两倍,在恶劣条件下可能更少。

使用相同的设备,这些脉冲今天还会传播那么远吗?

当然。如果您假设使用相同的发射器但使用现代接收器,您可能会在相当长的距离内接收信号,因为好的现代接收器具有更高的灵敏度、更清晰的放大率以及计算机算法的帮助。

这是否意味着不可能有很多人使用这些系统,因为数百英里内的操作员都会干扰电波?似乎这会产生很多串扰。或者是否有多个频率可用于无线电报?

两者都有。早在 1910 年代,就有很多频率可供多个电台使用,如果您查看现代使用情况,您会发现摩尔斯电码允许非常窄的频道间隔,可能有数百个对话在一个空间内并行进行几兆赫兹。但当时使用的设备频率稳定性差,宽带噪声也很差,不能一蹴而就,所以实际使用的频道很少,存在干扰问题。尽管如此,早在 1910 年就有不少船只和岸站定期进行联系。

鉴于电报非常简单,这些脉冲如何传播这么远?

通过使用足够的功率并包含支持传播的频率,该传播可以绕地球曲率传播该距离。

使用相同的设备,这些脉冲今天还会传播那么远吗?

是的。它被称为HF(高频)无线电。对于远洋飞行,商用飞机需要某种报告。如果他们没有卫星通信,他们需要与 HF 无线电通信(也延伸到 MF 波段)。需要使用频率列表(基于距离、一天中的时间和传播报告)尝试 HF 无线电通信。

无线电波通过视线、地波和天波传播。纽芬兰不在视线范围内。地波可以绕地球曲率传播。400 英里的距离需要非常低的频率(和低数据速率)。天空波可以从电离层折射出来,然后在曲线周围回到地球。有时从地球反射回来,回到电离层并再次折射(称为“跳过”)。

海上飞行传统上在超出视线时使用天波折射。它并不完全可靠,位置报告有时会延迟,以等待距离发生变化。