無線電的原理

八十幾年前,三響微弱而短促的訊號,向世界宣佈了無線電的誕生,一九○一年紮營守候在訊號山(Signal Hill位於加拿大東南角)的馬可尼,終於接收到從英格蘭跨過大西洋的無線電訊號,這個實驗向世人說明了無線電再也不是僅限於實驗室的新奇東西,而是一種實用的通訊媒介,此後短波用作全球性的國際通訊媒介便開始發達起來了。

雖然馬可尼的試驗結果令人相當振奮,可是當時一般人認為無線電行徑類似光波,發射之後,絕對是呈直線前進,從英國到加拿大,再怎麼說一定是無法完成直線的無限無通訊(因此球表面是弧形的),當時的科學理論更證明,從英國發射後的無線電波一定直驅太空,怎麼可能扺達加拿大?可是從馬可尼用簡陋的無線電設備征服長距離通訊的試驗記錄看來,白天,訊號可以遠達七○○英哩,晚間更遠達二、○○○英哩以上,這些試驗數據,使得以往的理論所推展出來的必然結果,開始發生動搖了。

於此同時KENNELLY君及HEAVISIDE君不約而同地分別提出了同樣的看法:就是在地球大氣層中有電子層的存在,它可以像鏡子般,把無線電折射回地球,而不致於直奔太空,由於這種折射回返的訊號,使得遠方的電台才得以互相通訊,這種對無線電波有如鏡子般作用的電子層稱做KENNELLY HEAVISIDE層,但現今一般稱之為電離層(lonosphre),而短波之所以如此發達就是受了電離層之賜。

遠從一九二五年開始,許多科學家便開始進行電離層的探堪工作,經由向電離層發射無線電脈衝訊號,然後從電離層折反的回聲(Echo)中,可以了解到電離層的自然現象,所得到的結果就是:地球上空的電離層就像是一把大傘涵蓋了地球,而且隨著白天或夜晚或季節的變化而變動,同時發現某些頻率可以穿過電離層,而有些頻率則以不同角度折返地表,雖然對電離層已經掀開了面紗而有了某種程度的了解,使得短波的國際通訊有了很大的發展,但是這六十多年來,科學家均不放過任何繼續研究電離層的機會,甚至火箭發射、人造衛星試驗及最近的太空梭飛行,均設計有某些實驗,以期能更進一步了解電離層,最近拜超高速電腦的幫助,透過假設的模型最後希望能夠像氣象般,可以預測未來幾天的電離層狀況。

無線電波

沒有任何一個人,曾經目睹過無線電訊號,因為無線電帶著節目訊息從發射天線離開之後,便以光速前進,並以不可見的電、磁場能量存在,雖然眼睛看不見,但是仍然可以描述及預測無線電的行為,只是在這過程當中,必須使用一些專有名詞,像是頻率、波長、波段,現在就簡的敘述一下無線電波的特性。

頻率


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