WikiDer > Беспроводная телеграфия

Армия США Сигнальный корпус радист в 1943 году в Новой Гвинее, передающий по радиотелеграфии

Беспроводная телеграфия или же радиотелеграфия передача телеграф сигналы от радиоволны. ^[1][2] Примерно до 1910 года термин беспроводной телеграф также использовался для других экспериментальных технологий передачи телеграфных сигналов без проводов, таких как электромагнитная индукция, и наземные телеграфные системы.^[3][4]

Радиотелеграфия была первым средством радиосвязь. Первое практическое радио передатчики и приемники изобретен в 1894–1895 гг. Гульельмо Маркони использовала радиотелеграфию. Это продолжало оставаться единственным типом радиопередачи в течение первых нескольких десятилетий радио, называемого «эрой беспроводной телеграфии». Первая Мировая Война, когда развитие амплитудная модуляция (ЯВЛЯЮСЬ) радиотелефония разрешенный звук (аудио) для передачи по радио. В радиотелеграфии информация передается с помощью импульсов радиоволн двух разной длины, называемых «точками» и «тире», которые обозначают текстовые сообщения, обычно в азбука Морзе^[5] (в частотная манипуляция передатчик вместо включения и выключения переключается между двумя частотами). В системе ручной радиотелеграфии передающий оператор манипулирует выключатель называется телеграфный ключ который включает и выключает передатчик, производя импульсы радиоволн. В приемнике импульсы слышны в динамике приемника в виде звуковых сигналов, которые переводятся обратно в текст оператором, который знает азбука Морзе.

Радиотелеграфия использовалась для междугородной коммерческой, дипломатической и военной текстовой коммуникации на протяжении первой половины 20 века. Это стало стратегически важной возможностью во время двух мировые войны поскольку нация, не имеющая радиотелеграфных станций дальней связи, может быть изолирована от остального мира врагом, перерезавшим ее подводные телеграфные кабели. Примерно с 1908 г. мощные трансокеанские радиотелеграфные станции передавали коммерческие телеграмма трафик между странами со скоростью до 200 слов в минуту.

Радиотелеграфия передавалась несколькими разными модуляция методы за свою историю. Примитивный датчики искрового разрядника использовались до 1920 г. переданы затухающие волны, который имел очень широкий пропускная способность и имел тенденцию мешать другим передачам. Этот вид эмиссии был запрещен к 1930 году. вакуумная труба (клапанные) передатчики, которые начали использовать после 1920 г., передавали код импульсами немодулированного синусоидальный несущая волна называется непрерывные волны (CW), который используется до сих пор. Для приема передач CW приемнику требуется цепь, называемая генератор частоты биений (BFO).^[6][7] Третий тип модуляции, частотная манипуляция (FSK) использовалась в основном радиотелетипы. Радиотелеграфия азбуки Морзе постепенно заменялась радиотелетайп сетей (RTTY) в большинстве приложений с большим объемом Вторая Мировая Война. Сегодня он практически устарел, единственными оставшимися пользователями являются радиолюбитель сообщества и некоторое ограниченное обучение военными для использования в чрезвычайных ситуациях.

Обзор

Радиолюбитель, передающий азбуку Морзе

Беспроводная телеграфия или радиотелеграфия, обычно называемая CW (непрерывная волна), Передача ICW (прерывистая непрерывная волна) или включение-выключение, и обозначенный Международный союз электросвязи в качестве тип излучения A1A, это радиосвязь метод, в котором оператор-отправитель манипулирует выключатель называется телеграфный ключ, который включает и выключает радиопередатчик, производя импульсы немодулированного несущая волна разной длины, называемые «точками» и «тире», которые кодируют символы текста, обычно в азбука Морзе. В месте приема код слышен в радиоприемникнаушников или динамика в виде последовательности гудков или гудков, которая преобразуется обратно в текст оператором, знающим азбуку Морзе.

Хотя этот тип коммуникации был в основном заменен с момента его появления более 100 лет назад другими средствами коммуникации, он все еще используется любительское радио операторы, а также некоторые военные службы.^[8] Береговая станция CW, КСМ, до сих пор существует в Калифорнии и работает в основном как музей добровольцев,^[9] время от времени устанавливаются контакты с кораблями. Радиомаяки, особенно в авиационной службе, но также как "заполнители" для коммерческих систем судно-берег, также передают азбуку Морзе, но с очень медленной скоростью. Беспроводная телеграфия до сих пор широко используется любительское радио любители, где это обычно называют радиотелеграфией, непрерывная волна, или просто CW. Однако его знание не требуется для получения любительской лицензии любого класса.

Нерадио методы

Попытки найти способ передавать телеграфные сигналы без проводов выросли из успеха электрический телеграф сети, первые системы мгновенной связи. Созданный с 1830-х гг. телеграфная линия была система текстовых сообщений между людьми, состоящая из нескольких телеграфы связаны воздушным проводом, поддерживаемым телеграфные столбы. Чтобы отправить сообщение, оператор в одном офисе нажимал на значок выключатель называется телеграфный ключ, создавая импульсы электрического тока, которые записывают сообщение в азбука Морзе. Когда клавиша была нажата, она подключила аккумулятор к телеграфной линии, посылая ток по проводу. В приемном офисе импульсы тока будут работать телеграфный эхолот, устройство, которое будет издавать звук щелчка при получении каждого импульса тока. Оператор на принимающей станции, знавший азбуку Морзе, переводил звуки щелчка в текст и записывал сообщение. В земля использовался как обратный путь для тока в телеграфной цепи, чтобы избежать необходимости использовать второй воздушный провод.

К 1860-м годам телеграф был стандартным способом отправки наиболее срочных коммерческих, дипломатических и военных сообщений, и промышленные страны построили общеконтинентальные телеграфные сети с подводные телеграфные кабели позволяя телеграфным сообщениям преодолевать океаны. Однако установка и обслуживание телеграфная линия связывание удаленных станций было очень дорогостоящим, а провода не могли добраться до некоторых мест, например, кораблей в море. Изобретатели поняли, что если можно будет найти способ отправлять электрические импульсы кода Морзе между отдельными точками без соединительного провода, это может произвести революцию в коммуникации.

Удачным решением этой проблемы стало открытие радиоволны в 1887 г., и разработка практических радиотелеграфных передатчиков и приемников примерно к 1899 г., описанная в следующем разделе. Однако этому предшествовала 50-летняя история гениальных, но в конечном итоге безуспешных экспериментов изобретателей по достижению беспроводного телеграфирования другими способами.

Проводимость по земле, воде и воздуху

Несколько схем беспроводной электрической сигнализации, основанные на (иногда ошибочной) идее, что электрические токи могут передаваться на большие расстояния через воду, землю и воздух, были исследованы для телеграфии до того, как стали доступны практические системы радиосвязи.

Первоначальные телеграфные линии использовали два провода между двумя станциями, чтобы сформировать законченный электрическая цепь или «петля». Однако в 1837 г. Карл Август фон Штайнхайль из Мюнхен, Германия, обнаружил, что, соединив одну ногу аппарата на каждой станции с металлическими пластинами, закопанными в землю, он мог устранить один провод и использовать единственный провод для телеграфной связи. Это привело к предположению, что можно исключить оба провода и, следовательно, передавать телеграфные сигналы через землю без каких-либо проводов, соединяющих станции. Были предприняты и другие попытки провести электрический ток через водоемы, например, через реки. Выдающиеся экспериментаторы в этом направлении включали Сэмюэл Ф. Б. Морс в США и Джеймс Боуман Линдси в Великобритании, который в августе 1854 года смог продемонстрировать передачу через плотину мельницы на расстоянии 500 ярдов (457 метров).^[10]

Объяснение Теслы в выпуске журнала "Электрический экспериментатор" за 1919 год о том, как, по его мнению, будет работать его беспроводная система.

Изобретатели США Уильям Генри Уорд (1871) и Махлон Лумис (1872) разработал системы электропроводности, основываясь на ошибочном представлении о существовании наэлектризованного слоя атмосферы, доступного на небольшой высоте.^[11][12] Они думали, что атмосферный ток, связанный с обратным путем с использованием «земных токов», позволит использовать беспроводную телеграфию, а также обеспечить питание телеграфа, отказавшись от искусственных батарей.^[13][14] Была представлена ​​более практическая демонстрация беспроводной передачи через проводимость. Амос ДолберМагнитоэлектрический телефон 1879 года, в котором использовалась проводимость по земле для передачи на расстояние четверти мили.^[15]

Изобретатель 1890-х гг. Никола Тесла работал по воздушной и наземной проводке система беспроводной передачи электроэнергии, похожий на Лумиса,^[16][17][18] который он планировал включить в беспроводной телеграф. Эксперименты Теслы привели его к неправильному выводу, что он может использовать весь земной шар для проведения электрической энергии.^[19][15] и его широкомасштабное применение его идей в 1901 году, создание высоковольтной беспроводной электростанции, которая сейчас называется Башня Ворденклиф, потерял финансирование и был заброшен через несколько лет.

Телеграфная связь с использованием проводимости земли в конечном итоге оказалась ограничена непрактично короткими расстояниями, как и связь, проводимая через воду или между траншеями во время Первой мировой войны.

Электростатическая и электромагнитная индукция

Патент Томаса Эдисона 1891 года на беспроводной телеграф судно-берег, в котором использовалась электростатическая индукция

И электростатическая, и электромагнитная индукция использовались для разработки беспроводных телеграфных систем, которые имели ограниченное коммерческое применение. В Соединенных Штатах, Томас Эдисонв середине 1880-х годов запатентовал систему электромагнитной индукции, которую он назвал «телеграфом с кузнечиком», которая позволяла телеграфным сигналам преодолевать короткие расстояния между идущим поездом и телеграфными проводами, идущими параллельно рельсам.^[20] Эта система была успешной с технической точки зрения, но не с экономической точки зрения, поскольку путешественники поездов не проявляли особого интереса к использованию бортового телеграфа. Вовремя Великая метель 1888 года, эта система использовалась для отправки и получения беспроводных сообщений от поезда похоронен в сугробах. Поезда-инвалиды смогли поддерживать связь через индукционные системы беспроводного телеграфа Эдисона.^[21] возможно, первое успешное использование беспроводной телеграфии для отправки сигналов бедствия. Эдисон также поможет запатентовать систему связи судно-берег, основанную на электростатической индукции.^[22]

Самым успешным создателем системы телеграфа с электромагнитной индукцией был Уильям Прис, главный инженер Почтамт Телеграфов Главное почтовое отделение (GPO) в объединенное Королевство. Прис впервые заметил этот эффект в 1884 году, когда провода подвесного телеграфа проложили Грейс Инн Роуд случайно несли сообщения, отправленные по скрытым кабелям. Испытания в Ньюкасл удалось отправить четверть мили, используя параллельные прямоугольники проволоки.^[23]:243 В тестах по Бристольский канал в 1892 году Прис смог передать телеграф через промежутки примерно в 5 километров (3,1 мили). Однако его индукционная система требовала большой длины антенные проводамногокилометровой протяженностью как на отправляющей, так и на принимающей сторонах. Длина этих отправляющих и принимающих проводов должна была быть примерно такой же, как ширина воды или суши, которые необходимо преодолеть. Например, для станции Прис, чтобы охватить Английский канал из Дувр, Англия, к побережью Франция потребует отправки и получения проводов протяженностью около 30 миль (48 километров) вдоль двух берегов. Эти факты сделали систему непрактичной на кораблях, лодках и обычных островах, которые намного меньше, чем Великобритания или же Гренландия. Кроме того, относительно короткие расстояния, которые могла охватить практическая система Preece, означали, что у нее было мало преимуществ перед подводные телеграфные кабели.

Радиотелеграфия

Инженеры почтового отделения Великобритании проверяют Марконипередатчик (центр) и приемник (Нижний) на Flat Holm, Май 1897 г.

Типичный коммерческий радиотелеграфный приемник первого десятилетия 20 века. «Точки» и «тире» азбука Морзе были записаны чернилами на бумажной ленте сифонный регистратор (оставили).

Пример трансатлантического радиотелеграфного сообщения, записанного на бумажной ленте в приемном центре RCA в Нью-Йорке в 1920 году. Перевод азбуки Морзе приводится под лентой.

За несколько лет, начиная с 1894 г., итальянский изобретатель Гульельмо Маркони работал над адаптацией недавно открытого феномена радиоволны к коммуникации, превратив то, что до этого момента было лабораторным экспериментом, в полезную систему коммуникации,^[24][25] построение первой системы радиотелеграфии с их использованием.^[26] Прис и GPO в Великобритании сначала поддержали и оказали финансовую поддержку экспериментам Маркони, проведенным на Salisbury Plain с 1896 года. Прис убедился в этой идее благодаря своим экспериментам с беспроводной индукцией. Однако поддержка была прекращена, когда Маркони сформировал Беспроводная телеграфная и сигнальная компания. Юристы GPO определили, что система была телеграфом по смыслу Закон о телеграфе и таким образом попал под монополию почтового отделения. Похоже, это не сдерживало Маркони.^{[23]:243–244} После того, как Маркони отправил беспроводные телеграфные сигналы через Атлантический океан в 1901 году, систему начали использовать для регулярной связи, включая связь между кораблями и берегами.^[27]

С этим развитием беспроводной телеграф стал означать радиотелеграфия, азбука Морзе передается радиоволнами. Первый радиопередатчики, примитивный датчики искрового разрядника использовался до Первой мировой войны, не мог передавать голос (звуковые сигналы). Вместо этого оператор отправит текстовое сообщение на телеграфный ключ, который включал и выключал передатчик, создавая короткие («точка») и длинные («тире») импульсы радиоволн, группы которых состояли из букв и других символов кода Морзе. На приемнике сигналы можно было услышать в виде музыкальных «гудков» в наушники принимающим оператором, который переводит код обратно в текст. К 1910 году общение с помощью так называемых "волн Герца" повсеместно именовалось "радио",^[28] а термин беспроводной телеграф в значительной степени заменен более современным термином "радиотелеграфия".

Непрерывные волны (CW)

Примитивный датчики искрового разрядника использовался до 1920 года, передавался методом модуляции, называемым затухающие волны. Пока была нажата кнопка телеграфа, передатчик генерировал серию кратковременных импульсов радиоволн, которые повторялись со скоростью звука, обычно от 50 до нескольких тысяч. герц. В наушнике приемника это звучало как музыкальный тон, скрежет или жужжание. Таким образом, «точки» и «тире» азбуки Морзе звучали как гудки. Затухающие волны имели большую частоту пропускная способность, что означает, что радиосигнал был не на одной частоте, а занимал широкий диапазон частот. Передатчики затухающих волн имели ограниченный диапазон и мешали передачи других передатчиков на соседних частотах.

После 1905 года были изобретены новые типы радиотелеграфных передатчиков, которые передавали код с использованием нового метода модуляции: непрерывные волны (CW) (обозначено Международный союз электросвязи как эмиссионный тип A1A). Пока была нажата кнопка телеграфа, передатчик производил непрерывный синусоидальная волна постоянной амплитуды. Поскольку вся энергия радиоволн была сосредоточена на одной частоте, передатчики CW могли передавать дальше с заданной мощностью, а также практически не создавали помех для передач на соседних частотах. Первыми передатчиками, способными генерировать непрерывные волны, были преобразователь дуги Передатчик (дуга Поульсена), изобретенный датским инженером Вальдемар Поульсен в 1903 г., а Генератор Alexanderson, изобретенный в 1906-1912 гг. Реджинальд Фессенден и Эрнст Александерсон. Они постепенно заменили искровые передатчики на мощных радиотелеграфных станциях.

Однако радиоприемники, используемые для затухающих волн, не могли принимать непрерывные волны. Поскольку CW-сигнал, генерируемый при нажатии клавиши, был просто немодулированным. несущая волна, в наушниках приемника нет звука. Чтобы получить сигнал CW, необходимо было найти способ сделать так, чтобы импульсы несущей волны кода Морзе были слышны в приемнике.

Эта проблема была решена Реджинальдом Фессенденом в 1901 году. В его «гетеродинном» приемнике входящий радиотелеграфный сигнал смешивается в приемнике. детектор кристалл или вакуумная трубка с постоянной синусоидальной волной, генерируемой электронный генератор в приемнике называется генератор частоты биений (BFO). Частота генератора ${displaystyle f_ {ext {BFO}}}$ смещен от частоты радиопередатчика ${displaystyle f_ {ext {IN}}}$. В детекторе две частоты вычитаются, и частота биений (гетеродин) при разнице между двумя частотами получается: ${displaystyle f_ {ext {BEAT}} = | f_ {ext {IN}} - f_ {ext {BFO}} |}$. Если частота BFO достаточно близка к частоте радиостанции, частота биений находится в звуковая частота диапазона и его можно услышать в наушниках приемника. Во время «точек» и «тире» сигнала вырабатывается тон биений, при этом между ними нет несущей, поэтому тон не воспроизводится. Таким образом, код Морзе слышен в наушниках в виде музыкальных «гудков».

BFO был редкостью до изобретения в 1913 году первого практического электронного генератора, ламповой обратной связи. осциллятор к Эдвин Армстронг. С этого времени BFO были стандартной частью радиотелеграфных приемников. Каждый раз, когда радио настраивалось на другую частоту станции, частота BFO также должна была изменяться, поэтому необходимо было настраивать генератор BFO. Позже супергетеродинный в приемниках 1930-х годов сигнал BFO смешивался с постоянным промежуточная частота (IF) вырабатывается детектором супергетеродина. Следовательно, BFO может иметь фиксированную частоту.

Непрерывные передатчики на вакуумных лампах заменили другие типы передатчиков с появлением силовых ламп после Мировая война 1 потому что они были дешевыми. CW стал стандартным методом передачи радиотелеграфии к 20-м годам, искровые передатчики с затухающей волной были запрещены к 1930 году, и CW продолжает использоваться сегодня. Даже сегодня большинство приемники связи выпускаемые для использования в коротковолновых станциях связи имеют BFO.

Радиотелеграфная промышленность

В Мировая война 1 воздушные шары использовались как быстрый способ поднять проволочные антенны для военных полевых радиотелеграфных станций. Воздушные шары на Темпельхофер Филд, Германия, 1908 год.

Международный радиотелеграфный союз был неофициально создан при первая Международная радиотелеграфная конвенция в 1906 г. и был объединен в Международный союз электросвязи в 1932 г.^[29] Когда Соединенные Штаты вошли Первая Мировая Войнабыли запрещены частные радиотелеграфные станции, что положило конец работе нескольких пионеров в этой области. К 1920-м годам существовала всемирная сеть коммерческих и государственных радиотелеграфных станций, плюс широкое использование радиотелеграфии на судах как для коммерческих целей, так и для сообщений пассажиров. Передача звука (радиотелефония) начал вытеснять радиотелеграфию к 1920-м годам для многих приложений, что сделало возможным радио вещание. Беспроводная телеграфия по-прежнему использовалась для связи между частными лицами, правительствами и военными, например телеграммы и дипломатическая связь, и превратился в радиотелетайп сети. Окончательная реализация беспроводного телеграфирования была телекс, используя радиосигналы, которые были разработаны в 1930-х годах и в течение многих лет были единственной надежной формой связи между многими удаленными странами. Самый продвинутый стандарт, CCITT R.44, автоматизирует как маршрутизацию, так и кодирование сообщений короткая волна трансмиссии.

Сегодня, из-за более современных методов передачи текста, радиотелеграфия с кодом Морзе для коммерческого использования стала устаревшей. На корабле компьютер и спутниковая связь ГМССБ Система в значительной степени заменила Морзе как средство общения.

Регулирование радиотелеграфии

Непрерывная волна (CW) радиотелеграфия регулируется Международный союз электросвязи (ITU) как тип излучения A1A.

Соединенные штаты Федеральная комиссия связи выдает пожизненную коммерческую лицензию оператора радиотелеграфа. Для этого требуется пройти простой письменный тест по правилам, более сложный письменный экзамен по технологиям и продемонстрировать прием азбуки Морзе со скоростью 20 слов в минуту простым языком и 16 кодовыми группами слов в минуту. (Кредит предоставляется за любительские лицензии экстра-класса, полученные в соответствии со старым требованием 20 слов в минуту.)^[30]

Галерея

• 

  Гульельмо Маркони, отец беспроводной телеграфии на основе радио, в 1901 году, с одним из своих первых беспроводных передатчиков (верно) и приемники (оставили)

• 

  Немецкие войска устанавливают станцию ​​беспроводного полевого телеграфа во время Первая Мировая Война

• 

  Немецкие офицеры и солдаты укомплектовывают полевую телеграфную станцию ​​во время Первой мировой войны.

Смотрите также

• Корпорация AT&T первоначально американская телефонная и телеграфная компания
• Электрический телеграф
• Имперская беспроводная сеть

Ссылки и примечания

Общий

• Американский институт инженеров-электриков. (1908). "Беспроводная телефония - Р. А. Фессенден (в иллюстрациях)", Труды Американского института инженеров-электриков. Нью-Йорк: Американский институт инженеров-электриков.

Цитаты

дальнейшее чтение

По дате [от последнего до самого раннего]

внешняя ссылка

Викискладе есть медиафайлы по теме Беспроводная телеграфия.

Искать беспроводной телеграф или же радиотелеграфия в Викисловаре, бесплатном словаре.

Wikisource есть текст Справочная работа для нового студента статья "Телеграфия, Беспроводная связь".

• Джон Джозеф Фэхи, История беспроводной телеграфии, 1838–1899: в том числе некоторые предложения без проводов для подводных телеграфов, 1899 (издание первое).
• Джон Джозеф Фэхи, История беспроводной телеграфии: в том числе некоторые предложения без проводов для подводных телеграфов, 1901 (издание второе).
• Джон Джозеф Фэхи, История беспроводной телеграфии: в том числе некоторые предложения без проводов для подводных телеграфов, 1901 (издание второе, в формате HTML).
• История Альфреда Томаса, История беспроводной телеграфии, 1904 [1]
• Джеймс Боуман Линдси Краткая биография его усилий в области электрических ламп и телеграфии.
• Обзор ключей Sparks Telegraph
• Принципы радиотелеграфии (1919)