發展無線電報 　　　　　　－馬可尼 　　　 　 　－布勞恩 組員： 4970B017　陳佳汝 4970B047　邱泓翔.

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1 發展無線電報 　　　　　　－馬可尼 　　　 　 　－布勞恩 組員： 4970B017　陳佳汝 4970B047　邱泓翔

2 無線電的用途 無線電的最早應用於航海中，使用摩斯電報在船與陸地間傳遞信息。現在，無線電有著多種應用形式，包括無線數據網，各種移動通信以及無線電廣播等。

3 馬可尼（Guglielmo Marconi,1874～1937） 。義大利人。
馬可尼於1874年出生在義大利波隆那。1894年，他開始進行無線電試驗，隔年發明無線電通訊，並向義大利政府請求資助，但未獲同意，便與母親前往英國。1896年在英國進行了14.4公里的實用性無線電報通訊試驗成功，並順利取得專利。1897年成功發出第一個海對地的無線電信號，並在倫敦成立馬可尼無線電報公司。1909年馬可尼和卡爾‧菲迪南德•布勞恩（Karl Ferdinand Braun， ）由於「發明無線電報的貢獻」獲得諾貝爾物理學獎。 馬可尼（Guglielmo Marconi,1874～1937） 。義大利人。

4 無線電報的由來 　　　　就在馬可尼出生前幾年，英國科學家馬克士威發表了他著名的四道方程式（「馬克士威方程式」）以說明電力與磁力的基本定律。馬克士威隨後又證明這些定律隱含一項事實，亦即振動的電荷會產生「電磁波」－－電場與磁場的間歇性振動－－而且電磁波的傳播速度與可見光相同。他並指出，光本身其實就是電磁波構成的！此外，他指出他的方程式還可推測出肉眼無法看見的電磁波，波長遠大於可見光，但傳播速度一樣。 　　馬克士威的數學邏輯雖然無懈可擊，但其他科學家卻指出他所推測的電磁波從不曾有人觀察到。後來德國物理學家赫茲於一八八八年（馬克士威去世後九年）終於在實驗室裡成功產生馬克士威所推測的若干電磁波。不過，赫茲在幾年後即去世，而未能進一步研究他的發現。 　　同一年，時年二十歲的馬可尼看到赫茲這項實驗的報導，而明瞭到這種「赫茲波」也許可以用於遠距離的信號傳遞上。他隨即在父親的家裡設立一間實驗室而著手進行實驗。不到一年，他就製作出一個簡陋的無線電傳送器和接收器。他同時使用這兩個儀器，便能發射信號並於一英里外予以接收。

5 　　　次年，馬可尼帶著改良過的儀器到英國公開示範，並申請專利權。過兩年，他已把儀器的接收距離改良至十八英里，同時也成立了一家公司，可為客戶傳送「無線電報」－－經由空氣以光速傳送訊息，而且不像傳統的「電報」需要電線的連接（因此才會稱為「無線」）。 　　　往後許多年間，馬可尼仍持續改良一般的無線電以及「短波」無線電（雖名為短波，卻用於長距離通訊）。他於一九○○年取得最重要的專利權（英國專利第七七七七號）之時，他最好的無線電已可傳送八十英里以上的距離。次年，他成功跨越大西洋，把無線電信號從英國傳送至紐芬蘭！一九一○年，他從愛爾蘭傳送信號到阿根廷（距離超過六千英里），一九一八年又從英國傳送到澳洲，而證明了無線電可傳送到地球上任何地區。

6 無線電波或射頻波是指在自由空間（包括空氣和真空）傳播的電磁波，其頻率 300GHz 以下 (下限頻率較不統一，在各種射頻規範書，常見的有三 3KHz~300GHz, 9KHz~300GHz, 10KHz~300GHz)。無線電技術是通過無線電波傳播信號的技術。 無線電技術的原理在於，導體中電流強弱的改變會產生無線電波。利用這一現象，通過調製可將信息加載於無線電波之上。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。

7 無線電報發展優勢 　　 　自從馬可尼發明了無線電通訊後，數年間無論在陸地上、海上，天線如雨後春筍般林立，而人類的文明也進入無線電時代。根據無線電的自然特性，兩座無線電台必須是用相同的頻率才能互通，不過有第三個電台也使用這個頻率，就會發生干擾。 　　　 在國內，無線電在一個有秩序的規模中使用成長，而且對於各方對無線電的需求也越來越高。而我們現在的廣播節目，都是利用無線電的原理來傳輸。而且無線電也可以用來救難，例如：發生山難或船難如有無線電就可以來發出求救訊號，或是辦大型晚會的工作人員也都會利用無線電來做為聯絡各項事宜、以及計程車的司機伯伯也常利用無線電來互相聯繫。所以，無線電已經融入在每個人的日常生活中。 　　　 目前，國內的交通部電信局為了讓無線電的生態環境更健全，不斷在建立更好的電信制度，讓電信業不斷的成長、進步。而未來目標他們希望能夠真正達到隨時隨地以合理的費用做為高品質通信的目標，讓大家的聯繫更方便！

8 無線電之父-馬可尼 1895年利用金屬檢波器代替赫茲的電花隙環探測器，把電磁波的傳輸距離提高到1.5英里，開創了無線電通訊的新紀元。
1896年5月第一次實現了9英里之間的無線電聯繫。 1899年又實現了橫跨英吉利海峽的無線電通訊。 1901年完成從法國穿越大西洋，到達加拿大的無線電通訊。 1904年把整流管使用於無線電通訊。 1909年獲諾貝爾物理獎

9 布勞恩的第一個研究工作是關於弦的振動和彈性棒的振動，特別是棒的振動幅度和周圍環境對振動的影響。其他研究工作是以熱力學原理為基礎的，例如壓力(壓強)對於固體的溶解度的影響。
布勞恩的最重要的研究工作是在電學方面。他發表過關於歐姆定律的偏差問題，以及關於從熱源計算可逆伽伐尼電池的電動勢問題的文章。他的實驗使他發明了現在所謂的布勞恩靜電計以及在1897年設計了陰極射線示波器。 1898年他開始從事無線電報的研究，試圖以高頻電流將莫爾斯信號經過水的傳播而發送。後來他又把閉合振盪電路應用於無線電電報，而且是第一個使電波沿確定方向發射的試驗者之一。1902年他成功地用定向天線系統接收到了定向發射的信號。 布勞恩(Karl Ferdinand Braun,1950~1918)。德國人。

10 改進無線電通訊 無線電接收機 當時的電報技術存在一個致命的問題，就是缺少可靠的電報接收機。布勞恩是物理學家出身，有著嚴謹的實驗作風，他所做的實驗條件都是可重複再現的。他改用晶體偵測器，使接收機的敏感度提高了很多。直到發明了電子管，布勞恩的晶體偵測器才被淘汰了，即便如此，晶體偵測器仍在簡易接收機中使用了很長一段時間。最初的超高頻雷達設備也使用了晶體偵測器。

11 無線電發射機 在發射機方面，布勞恩同樣貢獻很大，馬可尼主要是憑藉經驗和試探發明了發報機，而布勞恩在馬可尼發明的基礎上，對發報機進行了物理學背景研究，並對馬可尼的發報機做了根本性的改造。比如，他發現了產生高功率低阻尼電波的方法，原本馬可尼發報機的振蕩線路和天線是合在一起的，這種線路產生的功率很低，布勞恩把兩者分開，發明了磁耦合天線，初級線圈由電容器和火花隙構成，耦合上一個感性的天線，電容電路的振蕩在輻射天線中產生了極大的電流，這使得整個系統的發射功率大大增加，增大了通信距離，而且無線電接收機和發射機不需要直接與天線相連，減少了受到雷擊的危險。如今，磁耦合天線仍應用在收音機、電視機、電台和雷達上。 布勞恩還發明了定向天線。定向性也是電報技術的一個難點，發射機需要定向發射，接收機也需要定向接收，布勞恩是最先實現定向發報的人之一，他發明的定向天線只在一個指定的方向上發無線電波，從而減少了能量的無謂消耗。他還把發射機的頻帶調得很窄，從而減小了不同發射機之間的干擾。

12 無線電基本常識 1.赫茲、千赫、兆赫   (1)赫茲(herts 縮寫為Hz)：是頻率的基本單位，電波一秒一個週期(震動一次)。    (2)千赫(KHz)：一秒一千個週期(震動一千次)。   (3)兆赫(MHz)：一秒一百萬個週期(震動一百萬次)。 2.頻道和頻帶:   (1)頻道(channel)：供某一頻率專用的電波通道，例:144.12MHz。    (2)頻帶(band)或稱波段，由多個(二個以上)相近的頻道組成。例如：在無線電手        機的使用上，VHF是指144MHZ-146MHz的所有頻道。   (3)為避免電波相互干擾，每個頻道間距通常設為20KHz。因此，在VHF頻帶       中，共有100個頻道可供使用。(因為lM＝1000K，146MHz-144MHz=2Mhz=       2000KHz，2000KHz÷20KHz=100) 無線電波如何傳送到遠方    當無線電波向空中做直線傳播，只要遇到障礙物就會發生反射。就像一個不斷上下彈跳的球，在地面和大氣中的電離層之間不斷反射，可傳到很遠的地方去。

13 無線電技術的主要應用 1. 通信 2. 聲音 軍用手持無線電通話器。
1.　通信 2.　聲音 軍用手持無線電通話器。 聲音廣播的最早形式是航海無線電報。它採用開關控制連續波的發射與否，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(AM)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干擾源的干擾。 調頻廣播（FM）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。調頻廣播工作於甚高頻段（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於光波直線傳播的特性。

14 航海和航空中使用的話音電台應用VHF調幅技術。這使得飛機和船舶上可以使用輕型天線。
調頻廣播的邊帶可以用來傳播數字信號如，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應用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應用窄帶調頻技術。這些應用通常使用5KHz的頻寬。相對於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於船舶，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，這樣相對於調幅技術可以節省一半的頻帶，並更有效地利用發射功率。 地面中繼式無線電(Terrestial Trunked Radio, TETRA)是一種為軍隊、警察、急救及交通等特殊部門設計的數字集群電話系統。

15 3.　電話 蜂窩電話或流動電話是當前最普遍應用的無線通信方式。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。當前廣泛使用的流動電話系統標準包括：GSM，cdmaOne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CDMA2000和UMTS。 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。 TETRA系統具有無線電話的功能。 4.　電視 通常的模擬電視信號採用將圖像調幅，伴音調頻併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。

16 5.　緊急服務 警車用無線電 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。 6.　數據傳輸 數字微波傳輸設備、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加載信息。這樣，可以在同樣的頻寬上傳遞更大的數據量。 IEEE 是當前無線區域網（Wireless Local Area Network，WLAN）的標準。它採用2GHz或5GHz頻段，數據傳輸速率為11 Mbps或54 Mbps。 藍牙（Bluetooth）是一種短距離無線通訊的技術。

17 7. 辨識 8. 其它 9. 導航 利用主動及被動無線電裝置可以辨識以及表明物體身分。（參見射頻識別）
7.　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分。（參見射頻識別） 8.　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，單邊帶調幅，數字分組無線電和衛星信號轉發器，都是由業餘愛好者首先應用的。 9.　導航 所有的衛星導航系統都使用裝備了精確時鐘的衛星。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，不過其發射台都位於陸地上。 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衝。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。

18 10. 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。
10.　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鐘兩到四次，通過反射波確定地形。這種技術通常應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，其所發射的脈衝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。 搜索雷達運用短波脈衝掃描目標區域，通常每分鐘2－4次。有些搜索雷達應用多普勒效應可以將移動物體同背景中區分開來 尋的雷達採用於搜索雷達類似的原理，不過對較小的區域進行快速反覆掃描，通常可達每秒鐘幾次。 氣象雷達與搜索雷達類似，但使用圓極化波以及水滴易於反射的波長。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。

19 11.　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。） 12.　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。 無線電天文望遠鏡 13.　天文學 是通過無線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。這門學科叫無線電天文學。 無線電天文望遠鏡