無線電 -自由空間傳播的電磁波

無線電

無線電是指在所有自由空間(包括空氣和真空)傳播的電磁波,是其中的一個有限頻帶,上限頻率在300GHz(吉赫茲),下限頻率較不統一, 在各種射頻規範書, 常見的有3KHz~300GHz(ITU-國際電信聯盟規定),9KHz~300GHz,10KHz~300GHz

  • 中文名稱
    無線電
  • 外文名稱
    wireless
  • 類別
    電磁波
  • 實用範圍
    電子通信

相關簡介

無線電技術是通過無線電波傳播信號的技術。

無線電

無線電技術的原理在于,導體中電流強弱的改變會產生無線電波。利用這一現象,通過調製可將信息載入于無線電波之上。當電波通過空間傳播到達收信端,電波引起的電磁場變化又會在導體中產生電流。通過解調將信息從電流變化中提取出來,就達到了信息傳遞的目的。

麥克斯韋最早在他遞交給英國皇家學會的論文《電磁場的動力理論》中闡明了電磁波傳播的理論基礎。他的這些工作完成于1861年至1865年之間。

1864年,英國科學家麥克斯韋在總結前人研究電磁現象的基礎上,建立了完整的電磁波理論。他斷定電磁波的存在,推導出電磁波與光具有同樣的傳播速度。1887年德國物理學家赫茲用實驗證實了電磁波的存在。之後,人們又進行了許多實驗,不僅證明光是一種電磁波,而且發現了更多形式的電磁波,它們的本質完全相同,隻是波長和頻率有很大的差別。

海因裏希·魯道夫·赫茲(Heinrich Rudolf Hertz)在1886年至1888年間首先通過試驗驗證了麥克斯韋的理論。他證明了無線電輻射具有波的所有特徵,並發現電磁場方程可以用偏微分方程表達,通常稱為波動方程。

無線電

1906年聖誕前夜,雷吉納德·菲森登(Reginald Fessenden)在美國麻薩諸塞州採用外差法實現了歷史上首次無線電廣播。菲森登廣播了他自己用小提琴演奏“平安夜”和朗誦《聖經》片段。位于英格蘭切爾姆斯福德的馬可尼研究中心在1922年開播世界上第一個定期播出的無線電廣播娛樂節目

發明歷史

關于誰是無線電台的發明人還存在爭議。

1893年,尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)在美國密蘇裏州聖路易斯首次公開展示了無線電通信。在為“費城富蘭克林學院”以及全國電燈協會做的報告中,他描述並演示了無線電通信的基本原理。他所製作的儀器包含電子管發明之前無線電系統的所有基本要素。

古列爾莫·馬可尼(Guglielmo Marconi)(又譯伽利爾摩·馬可尼)擁有通常被認為是世界上第一個無線電技術的專利,英國專利12039號,“電脈沖及信號傳輸技術的改進以及所需設備”。

尼古拉·特斯拉1897年在美國獲得了無線電技術的專利。然而,美國專利局于1904年將其專利權復原,轉而授予馬可尼發明無線電的專利。這一舉動可能是受到馬可尼在美國的經濟後盾人物,包括托馬斯·愛迪生,安德魯·卡耐基影響的結果。1909年,馬可尼和卡爾·費迪南德·布勞恩(Karl Ferdinand Braun)由于“發明無線電報的貢獻”獲得諾貝爾物理學獎。1943年,在特斯拉去世後不久,美國最高法院重新認定特斯拉的專利有效。這一決定承認他的發明在馬可尼的專利之前就已完成。有些人認為作出這一決定明顯是出于經濟原因,這樣二戰中的美國政府就可以避免付給馬可尼公司專利使用費。

無線電

1898年,馬可尼在英格蘭切爾姆斯福德的霍爾街開辦了世界上首家無線電工廠,僱傭了大約50人。

無線電經歷了從電子管到電晶體,再到積體電路,從短波到超短波,再到微波,從模擬方式到數位方式,從固定使用到移動使用等各個發展階段,無線電技術已成為現代信息社會的重要支柱。

還有俄國發明家波波夫,他在1901年也發明了無線電。

基礎知識

電磁波

(1)產生:當導體中通過迅速變化的電流時,導體就會向它周圍的空間發射電磁波。

(2)傳播:電磁波的傳播不需要介質,可以在真空中傳播,也可在介質中傳播。無線電通信中使用的電磁波叫無線電波,是頻率在一定範圍內的電磁波。(3)頻率、波長、波速間的關系:電磁波在真空中傳播的速度與光速相同,是,在空氣中傳播的速度和在真空中近似。頻率、波長、波速三者間的關系為波速=波長×頻率,用字母表示為v=λt。

無線電

無線電波的幾個波段及主要套用

波段 波長/m 頻率/kHz 套用

長波

超遠程通信

中波

無線電廣播、電報

中短波

短波 50~10

微波

電視、宇航通信

無線電廣播和電視

(1)無線電波是一種信息運載工具,利用它來傳遞聲音信號和圖像信號。

(2)發射過程(電台和電視台完成)。

(3)接收過程(收音機和電視機完成)。

雷射通信

(1)雷射的特徵:很強的方向性、很高的單色性、很高的亮度。

(2)光纖通信:不受外界條件的幹擾,傳播的遠,容量大。

發現過程

無線電的誕生九十幾年前,“嘀、嘀、嘀”三聲微弱而短促的訊號,通過電波傳過2500公裏的大西洋對岸,從此向世界宣布了無線電的誕生。那是1901年12月12日。

在位于加拿大東南角的紐芬蘭(Newfoundland)訊號山(SignalHill)的馬可尼,用氣球和風箏架設接收天線,終于接收到從英國西南角的寶竇(Poldhu),用大功率發射電台傳送“S”字元的國際莫爾斯電碼......。這是有史以來第一次人類跨過大西洋的無線電通訊,這個實驗向世人說明了無線電再也不是僅限于實驗室的新奇東西,而是一種實用的通訊媒介。這一訊息轟動了全球,激發了廣大無線電愛好者濃厚興趣,推動了業餘無線電運動蓬勃發展。

無線電

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,再怎麽說一定是無法完成直線的無線電通訊(因為地球表面是弧形的),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,怎麽可能達加拿大?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700英哩,晚間更遠達2,000英哩以上,這些試驗資料,使得以往的理論所推展出來的必然結果,開始發生動搖了。

與此同時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,而不致于直奔太空,由于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KENNELLYHEAVISIDE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。

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沖訊號,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,最近借超高速電腦的幫助,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。

無線電的發展史,在很大程度上就是人們對各波段進行研究、運用的歷史。首先被運用的是長波段,因為長波在地表激起的感生電流小、電波能量損失小,而且能夠繞過障礙物。但長波的天線設備龐大、昂貴,通訊容量小,這促使人們尋求新的通訊波段。二十世紀20年代,業餘無線電愛好者發現短波能傳播到很遠的距離。1931年出現了電離層理論,電離層正象赫茲所說的鏡子。它最適于反射短波。短波電台既經濟又輕便,它在電訊和廣播中得到了普遍套用。但是電離層受氣象、太陽活動及人類活動的影響,使通信質量和可靠性下降,此外短波段容量也滿足不了日益成長的需要。短波段為3MHz~30MHz,按每個短波台佔4KHz頻帶計算,僅能容納幾千個電台,每個國家隻能分得很有限的電台數,電視台(8MHz)就更擠不下了。從二十世紀40年代開始,世界上發展了微波技術。微波已接近光頻,它沿直線傳播,而且能穿過電離層不被反射,所以微波需經中繼站或通訊衛星將它反射後傳播到預定的遠方。

主要用途

無線電的最早套用于航海中,使用摩爾斯電報在船與陸地間傳遞信息。現在,無線電有著多種套用形式,包括無線資料網,各種移動通信以及無線電廣播等。

以下是一些無線電技術的主要套用:

通信

聲音

* 聲音廣播的最早形式是航海無線電報。它採用開關控製連續波的發射與否,由此在接收機產生斷續的聲音信號,即摩爾斯電碼

* 調幅廣播可以傳播音樂和聲音。調幅廣播採用幅度調製技術,即話筒處接受的音量越大則電台發射的能量也越大。這樣的信號容易受到諸如閃電或其他幹擾源的幹擾。

* 調頻廣播可以比調幅廣播更高的保真度傳播音樂和聲音。對頻率調製而言,話筒處接受的音量越大對應發射信號的頻率越高。調頻廣播工作于甚高頻段(Very High Frequency,VHF)。頻段越高,其所擁有的頻率頻寬也越大,因而可以容納更多的電台。同時,波長越短的無線電波的傳播也越接近于光波直線傳播的特徵。

* 調頻廣播的邊帶可以用來傳播數位信號如,電台標識、節目名稱簡介、網址、股市信息等。在有些國家,當被移動至一個新的地區後,調頻收音機可以自動根據邊帶信息自動尋找原來的頻道。

* 航海和航空中使用的話音電台套用VHF調幅技術。這使得飛機和船舶上可以使用輕型天線。

* 政府、消防、警察和商業使用的電台通常在專用頻段上套用窄帶調頻技術。這些套用通常使用5KHz的頻寬。相對于調頻廣播或電視伴音的16KHz頻寬,保真度上不得不作出犧牲。

* 民用或軍用高頻話音服務使用短波用于船舶,飛機或孤立地點間的通訊。大多數情況下,都使用單邊帶技術,這樣相對于調幅技術可以節省一半的頻帶,並更有效地利用發射功率。

* 陸地中繼無線電(Terrestial Trunked Radio, TETRA)是一種為軍隊、警察、急救等特殊部門設計的數位集群電話系統。

電話

* 蜂窩電話或行動電話是當前最普遍套用的無線通信方式。蜂窩電話覆蓋區通常分為多個小區。每個小區由一個基站發射機覆蓋。理論上,小區的形狀為蜂窩狀六邊形,這也是蜂窩電話名稱的來源。當前廣泛使用的行動電話系統標準包括:GSM,CDMA和TDMA。運營商已經開始提供下一代的3G移動通信服務,其主導標準為UMTS和CDMA2000。

* 衛星電話存在兩種形式:INMARSAT 和銥星系統。兩種系統都提供全球覆蓋服務。 INMARSAT使用地球同步衛星,需要定向的高增益天線。銥星則是低軌道衛星系統,直接使用手機天線

電視

* 通常的模擬電視信號採用將圖像調幅,伴音調頻並合成在同一信號中傳播。

* 數位電視採用MPEG-2圖像壓縮技術,由此大約僅需模擬電視信號一半的頻寬。

緊急服務

* 無線電緊急定位信標(emergency position indicating radio beacons,EPIRBs),緊急定位發射機或 個人定位信標是用來在緊急情況下對人員或測量通過衛星進行定位的小型無線電發射機。它的作用是提供給救援人員目標的精確位置,以便提供及時的救援。

資料傳輸

* 數位微波傳輸設備、衛星等通常採用正交幅度調製(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)。QAM調製方式同時利用信號的幅度和相位載入信息。這樣,可以在同樣的頻寬上載遞更大的資料量。

* IEEE 802.11是當前無線區域網路(Wireless Local Area Network,WLAN)的標準。它採用2GHz或5GHz頻段,資料傳輸速率為11 Mbps或54 Mbps。

* 藍牙(Bluetooth)是一種短距離無線通訊的技術。

辨識

* 利用主動及被動無線電裝置可以辨識以及表明物體身份。(參見射頻識別)

其它

* 業餘無線電是無線電愛好者參與的無線電台通訊。業餘無線電台可以使用整個頻譜上很多開放的頻帶。愛好者使用不同形式的編碼方式和技術。有些後來商用的技術,比如調頻,上邊帶調幅,數位分組無線電和衛星信號轉發器,都是由業餘愛好者首先套用的。

頻率範圍

無線電頻率

無線電波含有迅速振動的磁場。振動的速度就是波的頻率,以赫茲(Hz)為單位。1赫茲等于每秒振動一下。一千赫(kHz)等于1000赫茲。不同頻率的波段用來發射各種不同的信息。

無線電頻帶

無線電按波長和頻率分

長波:波長>1000,頻率300KHz-30KHz

中波:波長100M-1000M,頻率300KHz-3000KHz

短波:波長100M-10M,頻率3MHz~30MHz

超短波:波長1M-10M,頻率30MHz-300MHz,亦稱甚高頻(VHF)波、米波

微波:波長1M-1MM,頻率300MHz-300KMHz,無線電按用途分:民用、商用、軍用。

民用:一般指我們聽得無線廣播,一般沒有這樣高的波段

商用:機場、通訊運營商使用的無線電

軍用:軍事用途。

套用方向

在軍事上的套用

飛速發展的軍事通信技術 

19世紀30年代以後,隨著科學技術的發展,軍事通信技術和手段產生了一系列根本性的革命。1837年美國人莫爾斯發明了最早的電磁式電報機和點劃組合的莫爾斯電碼,引發了軍事通信發展史上的第一次技術革命;1895年義大利人馬克尼和俄國人波波夫成功地進行了無線電通信試驗,引發了軍事通信發展史上的第二次技術革命;兩次世界大戰之間,無線電通信技術實現了三大突破:1923年實現了短波通信;1931年實現了微波通信;1936年建立了超短波接力通信;1957年前蘇聯率先發射第一顆人造地球衛星之後,軍事通信便進入了衛星太空通信時代。尤其伴隨積體電路技術的一系列革命以及後來電腦、通信衛星和網路技術的崛起和空前發展,使得人類信息技術實現了世紀大飛躍,成為單兵作戰武器平台的戰鬥力倍增器。

定位現代戰場的GPS 

20世紀,美國曾在“星球大戰計畫”中開始建立GPS系統。如今,地球上任何一點、任何時刻都可以接收到來自太空軌道的衛星信號,且三維定位精度、速度精度、時間精度等空前提高。直到今日,新的定位系統在美軍採取的多項軍事行動中均發揮了重要作用。通過GPS系統,各指揮機構能時刻掌握前方部隊執行任務的位置,單兵可以憑借自身的信息平台在面臨危險時,可以迅速向求援部隊報告自己的準確方位,及時請求緊急空中支援;空中待命的支援戰機,可以快速準確地提供高精度救援。1995年,俄羅斯完成了自己的太空定位工程計畫,從而使單兵作戰能力有了顯著提高。據悉,歐洲聯盟新近也投巨資啓動了“伽利略”衛星導航系統,該計畫將于2008年建成並投入使用。

單兵武器作戰平台的信息系統大都採用小型電腦和無線電子系統構成,它使用微型的全球定位系統衛星接收機,通過電腦提供士兵所在的具體位置,同時可提供其他士兵所在位置,使士兵之間可以互相配合作戰,使戰場態勢盡收眼底,“一目了然”。目前,由于綜合導向技術取得突破,從而克服了全球定位系統易受障礙物阻擋和無線電幹擾所造成的信號丟失。

在通信的套用

1983年,美國的哥倫比亞號太空梭執行STS-09任務,SAREX小組(Shuttle/SpaceAmateurRadioExperimentteam)促成了W5LFL/歐文加利特(OwenGarriott)成為第一個在太空中業餘無線電的宇航員。歐文當時使用的是一台Motorola2米FM對講機和一副安裝在窗戶上的天線。“這裏是W5LFL在哥倫比亞號太空梭上呼叫…”,歐文在STS-09太空梭任務中的業餘時間,與地球上的業餘無線電台進行了上百個QSO,開創了業餘無線電聯絡在人類宇航中的歷史。從那以後,各國的業餘無線電小組,其中以美國的SAREX,德國的SAFEX,俄羅斯的MIREX為核心的隊伍,不斷地發展在美國的太空梭、俄羅斯的和平號太空站上的業餘無線電通信設備

其他資料

無線電技術傳入中國

光緒二十三年四月一日(1897年5月2日)《時務報》第25冊刊出譯文《無線電報》,這是無線電報一詞在中國的最早出現。自此,拉開了無線電報經由期刊傳播的序幕。早期的無線電報技術傳播主要以綜合類期刊為主,多為介紹新鮮事物的文章,隨後才出現了介紹原理的科技類論文,其中不乏最新的技術及發明的篇目。隨著無線電報技術的發展,在期刊中傳播的內容也有所變化,出現了諸多法令性的文章。從晚清後期期刊中傳播的文章來看,已自成體系,為其今後專業期刊的出現以及學科建製的形成奠定了理論基礎。

軟體無線電

軟體無線電的基本思想是以一個通用、標準、模組化的硬體平台為依托,通過軟體編程來實現無線電台的各種功能,從基于硬體、面向用途的電台設計方法中解放出來。功能的軟體化實現勢力要求減少功能單一、彈性差的硬體電路,尤其是減少模擬環節,把數位化處理(A/D和D/A變換)盡量靠近天線。軟體無線電強調體系結構的開放性和全面可程式性,通過軟體更新改變硬體配置結構,實現新的功能。軟體無線電採用標準的、高性能的開放式匯流排結構,以利于硬體模組的不斷升級和擴展。

開源軟體無線電Gnuradio)或開源軟體定義無線電 ,是一個對學習,構建和部署軟體定義無線電系統的免費軟體工具包。發起于2001年,Gnuradio 現在成為GNU 的正式項目之一。慈善家John Gilmore 發起並捐助$320,000.00 (US) 給Eric Blossom 用來構建代碼和維護。

Gnuradio 是一個無線電信號處理方案,它遵循GNU 的GPL 的條款分發。它的目的是給普通的軟體編製者提供探索電磁波的機會,並激發他們聰明的利用射頻電波的能力。

正如所有軟體定義無線電系統的定義, 可重構性是其最重要的功能。再也不需購買一大堆發射接收設備,隻要一台可以裝載信號處理軟體(這裏:Gnuradio)通用的設備。目前它雖然隻定義幾個有限的無線電功能,但是隻要理解無線發射系統的機理(演算法),你便可以任意的配置去接受它。

Gnuradio 起源于美國的麻省理工學院的SpectrumWare 項目小組開發的Pspectra 代碼的分支。2004年被完全重寫。所以今天的Gnuradio 已不包含原Pspectra 任何代碼。另外值得一提的是Pspectra 已被用作創立商業化的Vanu Software Radio.

Gnuradio 開發了通用軟體無線電外設(USRP),它是一個包含4個64 MS/s 的12位ADC,4 個128 MS/s 的14 位的DAC,以及其它支持線路包括高速的 USB 2.0 接口。該USRP能夠處理的信號頻率高達16 MHz寬。一些發射器和接收器的外掛程式子板,可覆蓋0至5.9GHz 頻段。它是Ettus研發的。

導航

* 所有的衛星導航系統都使用裝備了精確時鍾的衛星。導航衛星播發其位置和定時信息。接收機同時接受多顆導航衛星的信號。接收機通過測量電波的傳播時間得出它到各個衛星的距離,然後計算得出其精確位置。

* Loran系統也使用無線電波的傳播時間進行定位,不過其發射台都位于陸地上。

* VOR系統通常用于飛行定位。它使用兩台發射機,一台指向性發射機始終發射並象燈塔的射燈一樣按照固定的速率旋轉。當指向型發射機朝向北方時,另一全向發射機會發射脈沖。飛機可以接收兩個VOR台的信號,從而通過推算兩個波束的交點確定其位置。

* 無線電定向是無線電導航的最早形式。無線電定向使用可移動的環形天線來尋找電台的方向。

雷達

* 雷達通過測量反射無線電波的延遲來推算目標的距離。並通過反射波的極化和頻率感應目標的表面類型。

* 導航雷達使用超短波掃描目標區域。一般掃描頻率為每分鍾兩到四次,通過反射波確定地形。這種技術通常套用在商船和長距離商用飛機上。

* 多用途雷達通常使用導航雷達的頻段。不過,其所發射的脈沖經過調製和極化以便確定反射體的表面類型。優良的多用途雷達可以辨別暴雨、陸地、車輛等等。

* 搜尋雷達運用短波脈沖掃描目標區域,通常每分鍾2-4次。有些搜尋雷達套用多普勒效應可以將移動物體同背景中區分開來

* 尋的雷達採用于搜尋雷達類似的原理,不過對較小的區域進行快速反復掃描,通常可達每秒鍾幾次。

* 氣象雷達與搜尋雷達類似,但使用圓極化波以及水滴易于反射的波長。風廓線雷達利用多普勒效應測量風速,多普勒雷達利用多普勒效應檢測災害性天氣。

加熱

* 微波爐利用高功率的微波對食物加熱。(註:一種通常的誤解認為微波爐使用的頻率為水分子的共振頻率,而實際上使用的頻率大概是水分子共振頻率的十分之一。)

感應識別

* 如射頻識別技術

生物學套用

美國科學家日前宣布,他們已研製出了一種能夠對昆蟲進行無線遙控的新技術。

加利福尼亞包括了大學的科學家們表示,通過在一種名為獨角仙的甲蟲體內植入電極和無線電信號接收裝置,他們已能夠對這種昆蟲的翅膀和身體其他部分的運動情況進行遠程控製。據介紹,研究人員總共在一隻獨角仙的大腦和肌肉組織中植入了六個微型電極。此外,他們還在甲蟲身上設定了一台能夠向這些電極傳輸無線電信號的模組(由微型控製器和電池組成)。在此之前,該大學的專家們曾通過直接的電流刺激實現了對昆蟲行動的控製,而通過無線電信號控製昆蟲行為方式還是首次。科學家們解釋說,之所以要選擇獨角仙作為改造對象,是因為這種甲蟲的力氣在同體積的昆蟲中相對較大,最多可馱運3克重的物品。

而安裝在獨角仙身上的所有設備的總重量隻有大約1.3克,並不會對其行動產生嚴重的阻礙。今後,科學家們還計畫在其身上安裝包括攝像機在內的特殊觀測設備。由于每隻獨角仙可以負擔3克的重物,因此它們除了控製設備外,還可在攜帶1.7克重的感測器材。

在談到研製這種控製技術的目的時,科學家們表示,這是為了讓這些甲蟲替代人類目前可能要負擔的一些危險工作。

科學家們認為,大規模生產這種可控製的甲蟲將會使人類受益匪淺。同時,由于在獨角仙體內設定電極並不需要太高的精度,因此批量生產“可控甲蟲”完全能夠在短期內實現。

據悉,這項研究工作得到了美國五角大樓下屬的國防先進技術研究局的資助。這使得人們很容易聯想到,該項技術很可能會被套用于軍事目的。雖然科學家們並未否認這種可能性,但他們同時也強調,可控製的昆蟲同樣也可用于和平目的,例如進入那些人類不易或無法進入的區域執行勘探活動等。

電力傳輸

* 日大學部學家提出了在太空中建立大型的太陽能電站,將電能轉化為微波送回地球。

* 2007年06月08日新浪科技新浪科技訊台北時間6月8日訊息,據英國《泰晤士報》報道,美國麻省理工學院的科學家們最近完成了一項實驗,他們使用兩個相距2米的銅線圈,成功地通過無線電力傳輸點亮了一個功率為60瓦的電燈泡。

動力

* 無線電波可以產生微弱的靜電力和磁力。在微重力條件下,這可以被用來固定物體的位置。

* 宇航動力: 有方案提出可以使用高強度微波輻射產生的壓力作為星際探測器的動力。

天文學

* 是通過射電天文望遠鏡接收到的宇宙天體發射的無線電波信號可以研究天體的物理、化學性質。這門學科叫射電天文學。

未來展望

軟體無線電(SoftwareRadio)是無線電通信方面的一種新的變革。它的核心技術是用寬頻帶無線接收機來代替原來的窄帶接收機,將寬頻的模擬/數位和數位/模擬變換器盡可能地靠近天線,而將電台的功能盡可能多地採用軟體來實現。

——最初提出“軟體無線電”概念的是JeoMitola,1992年5月在美國通信系統會議上首次提出了這種概念。很快就在世界各國引起了註意,特別是軍方的註意。這是因為現代軍事通信對無線電通信系統的可靠性、兼容性、互通性、彈性以及抗幹擾、抗毀性、保密、安全等都有更高的要求。

美國軍方與Hazeltine公司研製了一種名為“Speakeasy”(易通話)軟體無線電台,實現了美軍通用的多頻段、多功能的無線電平台,能兼容軍隊現有的各種電台,能同時處理4種以上不同的調製波形。這種電台可以稱得上是一種帶有天線的、能進行話音和資料傳輸的“掌上電腦”。通信的業務包括話音、資料和影片圖像等,因此被認為是未來發展的趨勢。

——軟體無線電的出現,是無線電通信從模擬到數位、從固定到移動後,由硬體到軟體的第三次變革。被認為是繼模擬通信技術、數位通信技術之後的第三代無線通信技術。

——從已經研製出來的軟體無線電台來看,其結構和功能具有良好的可擴展性,是未來無線電通信的發展方向。    

最新研究

射電天線陣列

​每天晚上我們的夜空中都有射電光波,它們其中的大多數都觀測不到。為了捕捉這些信號,最近加利福尼亞歐文斯谷天文台安裝了一個新的射電天線陣列,名為歐文斯谷長波陣列。目前該陣列已經得到了一個新的影片,展示了射電天空在24小時內閃耀和變化的動態過程。

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