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TUhjnbcbe - 2020/12/8 18:01:00

来源:ADI作者:BradBrannon,ADI系统架构师

第1部份:初期

虽然很多人都对早期无线技术的发展做出了贡献,但古列尔莫·马可尼(GuglielmoMarconi)却是其中的佼佼者。虽然他以无线技术而闻名,但很多人并不熟悉他在19世纪末创建的无线技术事业。在20世纪的头20年中,他建立了一项至关重要的事业,使无线世界走向了今天的方向。

图1.马可尼展示他的技术。

虽然他的商业化技术并不是最新的技术,而且技术发展迅速,但该技术已经足够好了,因为他想到了办法,知道如何利用现有技术来创造一个新的行业。20世纪初,殖民主义走向终结,战争和灾难大规模爆发,年4月,皇家邮轮泰坦尼克号沉没;值此世界大乱之际,马可尼着手部署一个全球网络,以便以无线方式发送和转发信息。泰坦尼克号沉没后,无线技术在救援幸存者和传播事故新闻方面发挥了积极作用,提升了这一新兴技术的重要性。公众和*方都意识到了无线技术的重要性,尤其是后来成为美国海*部长的约瑟夫·丹尼尔斯(JosephDaniels)。在美国及其他地区,像丹尼尔斯这样的领导认为,*方应将无线电国有化,确保他们在战争期间能使用无线电。必须记住,在此期间,唯一可用的频谱低于kHz左右。至少有一段时间,事情是朝着这个方向发展的,但在第一次世界大战之后,*府对无线技术的控制减弱,不过,这是在形成*府特许垄断权并因此成立美国无线电公司(RCA)之后。

根据我们的推测,马可尼时代的无线电非常原始。发射器采用火花隙装置(后来才使用机械交流发电机)产生射频,但在接收端,系统完全是无源的,由天线、谐振式LC调谐器和某种检波器组成。我们很快就会讨论这些检波器,但在当时,它们可能是机械式的,也有可能是化学式的或有机式的。其中一些系统通过电池对它们进行简单的偏置,但不提供任何电路增益,不同于今天。这些系统的输出被提供给某种头戴式耳机,把信号转换成音频,这种音频总是非常弱,不过是简单的咔哒声或嗡嗡声。

因为这些系统未在接收端提供增益,所以其有效范围取决于发射功率的大小、接收器的质量、操作员在调整方面的经验,当然还有大气条件。马可尼意识到,在可合理预测有效范围的情况下,可以建立一个站点网络,在大洲和大洋之间可靠地传递信息。其中包括在陆上和海上安装设备。马可尼开始在全球各地和海上安装无线电台,包括在客船和货船上。通过在航海船只上安装无线电系统,他不仅使这些船只能与其在岸上的商业利益相关者进行沟通,而且还能在必要的地方提供中继和冗余,从而马可尼填补了其网络中的关键空白。

马可尼拥有的一项技术是早期的真空管。真空管公认的发明者约翰·安布罗斯·弗莱明(JohnAmbroseFleming)曾为马可尼公司工作,但弗莱明和马可尼当时分析认为,他们现有的技术足以检测无线电信号。此外,他们认为,他的发现虽有好处,但尚不值得为阀管运行投入额外的资金或电池。马可尼已经拥有了数种信号检测技术,与阀管不同,这些技术不需要高功率来运行灯丝和加热板。因此,他们开始时放弃了这种技术。

图2.首批弗莱明管原型

然而,所谓的无线电之父李·德·福雷斯特(LeedeForest)捡起这种技术,意识到了其巨大的潜力。通过在灯丝和加热板之间插入帘栅极,他不仅可以整流信号,还能控制加热板中的电流量。这就实现了放大。尽管有证据表明,他并不理解其三极管的工作原理,但他确实意识到了其巨大的潜力,并尽力发挥这一发明的优势,不但将其作为一项技术,同时也作为与马可尼的发明类似的一种增值服务。通过建立各种企业,德·福雷斯特尝试制造和销售他的真空管,并建立了与马可尼类似的无线网络。然而,这些企业注定要失败,并不是因为技术不好,而是因为德·福雷斯特的商业伙伴往往不够诚实,而且常常让他独自为别人的错误承担责任。最后,德·福雷斯特不得不卖掉自己发明的权利,让其他人享受该发明带来的利润。

图3.第一个德·福雷斯特音频三极管。

埃德温·阿姆斯特朗(EdwinArmstrong)是早期率先认识到真空管各种可能性的人之一。他还在上高中的时候,家里一位朋友就送了一个德·福雷斯特三极管给他玩。阿姆斯特朗已经获得了无线技术专家的声誉,还在家里建了自己的无线电台,他很快就想到办法,知道如何利用该装置开发出更好的接收器。在大学期间,他继续开发这项技术,并开发出了再生式接收器,与当时所有无线电台采用的无源系统相比,该接收器具有卓越的性能。

大卫·沙诺夫(DavidSarnoff)是美国马可尼公司的高级人物。与马可尼本人长期建立的合作关系,专注的敬业精神,使他在公司快速崛起。刚开始时,沙诺夫就在AMC跑跑腿,在马可尼一次访美时,偶然遇到了马可尼。沙诺夫给马可尼留下了深刻印象,马可尼为他在公司的发展创造了条件,最终,沙诺夫先后成为AMC和RCA的高级领导。在参观纽约工程实验室时,他偶然遇到了阿姆斯特朗。得益于阿姆斯特朗渊博的无线技术知识及其再生式接收器的强大功能,二人建立起了长期的职业合作关系和个人关系。

第一次世界大战爆发时,阿姆斯特朗感到责任的召唤,应征入伍。但当时,他已经享有无线技术专家的声誉,因而没有被派往作战岗位,而是被派往法国,为各地的作战*种检修和安装无线电台。他的职责使他能使用设备、实验室和各种技术,还能附带地继续从事研究活动。在年初的一次空袭中,他获得一系列发现,使他合成了超外差接收器。整个年,他全力发展自己的概念,到11月,他与一群亲密的朋友会面,展示了超外差无线电的原型。朋友们印象深刻,敦促他继续开发。到年底,战争行将结束,在返回美国之前,阿姆斯特朗于年12月30日申请了法国专利。回到美国后,他用了几周时间才从一场疾病中恢复过来,使他推迟了提交美国专利申请。最终,年2月8日,他为超外差接收器申请了美国专利。

虽然马可尼在无线技术愿景方面只

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