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泰坦尼克号以相对较低的设备与400英里外的加拿大进行了通信
来自本网站的报价:-
泰坦尼克号的“无线”设备在当时是功能最强大的。主发射器是旋转火花设计,由船上的照明电路供电,由5 kW电机交流发电机供电。
该设备通过一根4线天线操作,该天线悬挂在船上2个桅杆之间,海拔约250英尺。还有一个电池供电的应急变送器。
主发射机安装在一个称为“静音室”的特殊房间中。该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,但白天可以保持长达400英里的通信,而夜间则可以保持2000英里的通信。
因此,如果将5 kW归类为低功率,那没关系,但此后情况一直在发展。例如,随着电子管/阀门的发展,无线电接收机变得更加敏感,这意味着发射功率可能会大大降低。
您必须意识到这些传输是实际的电磁波,并且它们仅随着距离而逐渐衰减。例如,与非接触式电池充电器相比,它的磁场会随着距离超过线圈直径的距离而减小,而适当的EM传输中的H场会随着距离线性减小。
只需考虑旅行者1探测器及其来自冥王星以外的传播。发射器的功率仅为20瓦,但最大的是抛物线形天线:-
难道这并不意味着不会有太多的人使用该系统,因为数百英里内的操作员都会干扰电波吗?看来这会产生很多串扰。
这确实是一个大问题,RMS泰坦尼克号的一次著名的传播表明,加利福尼亚的SS应该“闭嘴”,因为它阻止了加拿大海岸角角种族的传播:-
泰坦尼克号值班的无线运营商杰克·菲利普斯(Jack Phillips)当时正忙于清理距离800英里(1300公里)的纽芬兰海角赛道的无线站点积压的乘客信息。埃文斯(Evans)的信息是,由于两艘船的相对距离,SS加利福尼亚人被拦住并被冰包围,淹没了菲利普斯一直在从Cape Race接收的另一条消息,他斥责埃文斯:“闭嘴,闭嘴起来!我很忙;我正在为Cape Race工作!” 埃文斯听了一会儿,在23:35,他关掉了无线设备,上床睡觉。五分钟后,泰坦尼克号撞上了冰山。此后的25分钟,她发出了第一个遇险电话。
引用来自此处,加利福尼亚号轮船的维基页面。
泰坦尼克号的“无线”设备在当时是功能最强大的。主发射器采用旋转火花设计,由5 kW电机交流发电机供电,由船上的照明电路供电
火花隙发射器是无线电发射器的最简单的形式,通过开-关键控(摩尔斯电码)进行调制。即使考虑到火花隙传输的效率低下,它也会在很宽的频带上喷射射频信号-一个5kW的发射器非常庞大。
甚至早在1900年代初,无线传输的电报就可以达到数百英里。例如,泰坦尼克号用相对低功率的设备与400英里外的加拿大进行了通信。鉴于电报非常简单,这些脉冲如何传播那么远?
正如其他人指出的那样,除了功率确实不是很低之外,莫尔斯电信号只是一个非常低带宽的信号。只要您不想在给定的时间内发送太多信息,就可以使用很小的接收功率获得一条消息。WiFi从一间房间每秒传输十亿比特。电视频道每秒可能在一百英里的半径内发送数千万比特。用手键入的摩尔斯电码大约等于每秒十个比特,给定或取二的因数,在恶劣条件下,它可能会更少。
如今,使用相同的设备,这些脉冲还会传播那么远吗?
当然。如果您假设使用相同的发射器但使用的是现代接收器,则可能会在更长的距离上接收信号,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。
难道这并不意味着不会有太多的人使用该系统,因为数百英里内的操作员都会干扰电波吗?看来这会产生很多串扰。还是有多个频率可用于无线电报?
两者都有。即使在1910年代,也有足够的频率可用于多个电台,如果您看一下现代用法,您会发现摩尔斯电码允许非常狭窄的频道间隔,并且可能有数百个对话在一个空间中并行进行几兆赫。但是当时使用的设备的频率稳定性很差,宽带噪声也很差,不能一change而就就改变频道,所以实际上使用的频道很少,而且存在干扰问题。尽管如此,早在1910年,仍有相当多的船舶和岸站进行定期联系。
鉴于电报非常简单,这些脉冲如何传播那么远?
通过使用足够的功率并包含支持传播的频率,该传播可能围绕地球的曲率移动一定距离。
如今,使用相同的设备,这些脉冲还会传播那么远吗?
是。它被称为HF(高频)无线电。对于海上飞行,商用飞机需要某种形式的报告。如果他们没有卫星通信,则需要与HF无线电(也扩展到MF波段)进行通信。HF无线电通信公司需要尝试使用频率列表(基于距离,一天中的时间和传播报告)。
无线电波通过视线,地波和天波传播。纽芬兰几乎不在视线范围内。地波可以绕地球曲率传播。400英里的距离将需要非常低的频率(和较低的数据速率)。天波可以从电离层折射出来,并在弯道附近回到地球。有时会反射离开地球,返回电离层并再次折射(称为“跳过”)。
传统上,远洋飞行在超出视线范围时会使用天波折射。它并不完全可靠,有时会延迟报告位置,以等待距离改变。
请考虑以下事实:
降低噪声功率的一种方法是在较长的时间段内收集信号,并使用滤波器或信号冗余(例如数字信号中的奇偶校验位)将噪声平均化。因此,必须在数据速率和SNR之间进行权衡—您可以降低数据速率以提高SNR。
尽管电报信号的检测器(听众的耳朵)是一个模拟系统,但听众的耳朵/大脑在音频持续时间内有效地“平均”了每个破折号和点,从而导致SNR的提高。假设电报操作员可能非常擅长识别噪声信号,那么他们的检测能力将非常出色。
同样,人类语言的冗余提供了另一种纠错机制。考虑一下您如何轻松地自动纠正大脑中的错别字而不需要消息发送者的确认。(示例:“此语句可能会导致一些错误。”)
鉴于5 kW是移动发射机的相对较高的发射功率(您的手机约为1 W),并且鉴于信号本身存在冗余,因此在这些范围内进行通信无疑是合理的。