无线电发展简史

无线电发展史

约前240-1590 无线通信与天然磁石——来自中国的伟大启迪

作为信息传递的代表建筑——烽火台,第一次将人类带上了无线通信的发展道路,借以光和狼烟的形式,传递给不断寻求文明进步的人们。

战国末期成书的《管子》和《吕氏春秋》记载,我们的祖先在公元前两百多年就发现了具有吸引铁器这种神奇特性的石头,并把它进行加工,制成了可以指明方向的奇异勺子——司南。

1591-1776 静电——英国医生的发现

16世纪末,一位拿着手术刀的英国医生吉尔伯特(威廉·吉尔伯特,William Gilbert, 1540~1605),对物理学产生了浓厚的兴趣,并一发不可收拾地对磁石和静电开始了研究。他写成了名著《论磁》,并于1600年在伦敦出版。他断言,电与磁是两种截然不同的现象,没有什么一致性。

1777-1781 电磁力学的纽带被法国工程师系上了

库仑先生把一根细如发丝的线一端系在了天花板梁上,另一端则是小磁针。他又拿来了另一个小磁棒,以及可以摩擦出静电的小电棒,在悬挂的小磁针面前轻轻地摆动。这一摆,就摆出了扭秤,也摆出了测量静电力与磁力的实验验证方法。浪漫的库仑难以抑制内心的激动,把发现静电力和磁力之间关系的伟大发现写在了纸上,并在1785年推导出了以他本

人名字命名的著名电磁学定量定律——库仑定律。

1782-1820 电生磁的奠基人

1820年7月21日,奥斯特把实验结果写成名为《论磁针的电流撞击实验》的论文,正式向学术界宣告他发现了电流磁效应。至此,电与磁的秘密关系通过实验的方法被揭示出来。

1821-1855 磁生电的创立者——黎明前的最后一刻

1833年,法拉第总结了前人与自己的大量研究成果,证实当时所知摩擦电、伏打电、电磁感应电、温差电和动物电等五种不同来源的电,其实是电家族的五个小兄弟。四年后的1837年,他又发现电介质对静电过程的影响,提出了以近距“邻接”作用为基础的静电感应理论。不久以后,他又进一步发现了抗磁性这一新现象。在这些研究工作的基础上,法拉第形成了“电和磁作用通过中间介质、从一个物体传到另一个物体的思想。”于是,介质成了“场”的场所,而他也正式将“场”这一具有历史性的概念创立出来。

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1837年,莫尔斯发明了电报,创造了莫尔斯电码,开始了通信的新纪元。

1855-1888 电磁波来了

1865年,英国的麦克斯韦总结了前人的科学成果,提出电磁波学说。麦克斯韦将这些理

论的论证和推导结论整理成册,于1873年出版了科学名著《电磁学通论》(Treatise on electricity and magnetism),系统、全面、完美地阐述了电磁场理论。这一理论成为经典物理学的重要支柱之一。

1887年,德国科学家赫兹(Hertz)用一个振荡电偶极子产生了电磁波,在历史上第一次直接验证了电磁波的存在。

1888年1月,赫兹将这些成果总结在《论动电效应的传播速度》(On the electric effect of the propagation velocity of moving)一文中。赫兹实验公布后,轰动了全世界的科学界。由法拉第开创,麦克斯韦总结的电磁理论,至此才取得决定性的胜利。而无线电波也因此被命名为赫兹波。

1888年,成为了近代科学史上的一座里程碑。赫兹的发现具有划时代的意义,它不仅证实了麦克斯韦发现的真理,更重要的是开创了无线电电子技术的新纪元。

1889-1896 无线电的启航

1893年,尼科拉?特斯拉(Nikola Tesla)在美国密苏里州圣路易斯首次公开展示了无线电通信。而具有历史意义的无线电发射,却是由俄国科学家波波夫和意大利的马可尼完成的。

1897年, 意大利科学家马可尼(Marconi)在赫兹实验的基础上,实现了远距离无线电信号的传送,这个距离在当时不过一百码,但一年后他就实现了船只与海岸的通信。

1901年12月12日,马可尼做了跨越大西洋传送无线电信号的表演。这一次他把信号从英国的康沃尔发送到加拿大的纽芬兰。马可尼因此获得1909年度诺贝尔奖。与他分享这一年度诺贝尔奖的是布劳恩(Braun),因为布氏发现金属硫化物具有单向导电性,这一成果可用于无线电接收装置。

1897-1910 群策群力——无线电应用初露端倪

1904年,英国科学家弗莱明(Fleming)获得了一项专利,在专利说明书中描述了一个高频交变电流整流用的两极真空管,标志着进入无线电电子学时代。

1906年,美国科学家弗雷斯特( Forest)发明了真空三极管,是电子技术发展史上第一个重要里程碑。

1906年,美国科学家费森登(Fessenden)在马萨诸塞州领导了第一次广播。

而此时的中国,也逐渐受到了来自西方的影响,出版了一些无线电的刊物,促使无线电在中国的起步。1897年5月2日,《时务报》第25册刊出一份由英文翻译过来的《无线电报》成为了无线电技术正式引入中国的开始。自此,以无线电报为代表的无线电技术拉开了经由期刊传播给清末中国人民的序幕。

1910-1950 无线电大发展

1912年,英国科学家埃克尔斯(Eccles)提出了无线电波通过电离层传播的理论,这一理论使得一群业余爱好者在1921年实现了短波试验性广播;同年,美国的费森登(Fessenden)

和阿姆斯特朗(Armstrong)改进了接收机的工作方式,发明了外差式接受系统,这种形式仍是目前许多无线电接收机的主要工作方式。

1938年,美国科学家香农(Shannon)指出,利用布尔(Boole)代数能对复杂的开关电路进行分析,电子科学中一个崭新的分支就逐渐形成,发展起来。这就是电子计算机最初的理论。真正的电子计算机一般说来是1942年开始研制的ENIAC(Electronic numerical integrator and computer)。

1948年,确切地说应是1947年12月23日,第一只晶体管在贝尔实验室(Bell Telephone Laboratories)诞生,这是电子技术发展史上第二个重要里程碑。

第一只点接触型晶体三极管晶体管的出世要归功于:肖克莱﹙Shockley﹚、巴丁﹙ Bardeen﹚、布拉顿﹙Bratein﹚﹙1902年生于中国厦门他们分享了1956年度诺贝尔物理学奖)。

肖克莱后来对美国旧金山西南端硅谷做出了开创性贡献。而巴丁则又与库柏(Cooper)和施莱弗(Schrieffer)由于对超导理论的贡献共享了1972年度诺贝尔物理学奖。

晶体管出现后,无线电技术及电子学本身发生了巨大变化,得到了长足的发展;

1950-1980 不断接力,闪亮登场,覆盖全球

20世纪60年代,中、大规模乃至超大规模集成电路的不断涌现,是电子技术发展史上第三个重要里程碑。

1959年,美国科学家基尔比(Kilby)造出了世界上第一块集成电路。

1967年研制成大规模集成(LSI)电路。

1978年研制成超大规模集成(VLSI)电路,从此电子技术进入了微电子技术时代。

随着半导体技术的发展,出现了许多电子技术新的分支。而今所谓三C技术、三A革命无一不是电子技术及半导体技术的发展所导致的直接结果。

三C技术: Communication(通信),Computer(计算机),Control(控制)

三A革命: Factory Automation(工厂自动化),Office Automation(办公自动化), Home Automation(住宅自动化)。

1980-2010 数字化生存,中国的回归

从20世纪80年代中期,数字化革命开始了。从短波到超短波,只要能在无线通信的某一个部分加入计算机或数字信号处理,那么这个部分就成为了数字化无线电的实践场所。

1983年,一位数字无线电的爱好者欧文夏洛特(Owen Garriott)带着人们的梦想,以航天员的身份坐上了航天飞机,直冲云霄。在太空中,欧文用一个2米的设备,从空间进行了近300次的短波数字无线电通信联络。这让人感到激动。

1991年,第三代移动通信系统(3G,3rd Generations)的概念闪现在当时仍然拿着“大

哥大”通话的移动运营商面前。

在那个年代,晚于西方发达国家20年的BP机在中国大地如雨后春笋般出现了。随后而来的是“大哥大”。这是移动通信系统第一次在中国大规模地应用,虽然它遵循的是国外标准,但至少中国人已经开始像400年前的先人一样接纳世界上最先进的技术了。

3G标志2000年5月,ITU公布了3G标准,但只有WCDMA和CDMA2000两种,而我国的无线电工作者还在全力以赴、夜以继日地追赶着世界的潮流,将我们的TD-SCDMA也纳入国际标准行列。2003年,中国人的努力获得了承认,ITU公布了这个标准。2008年8月,3G 网络已经开始在中国运转开来了。

CRH3型高速列车在这20年中,数字化无线电通信在其他领域也施展着自己的才华。广播、交通、文化领域,无不因为数字革命带来的新空气而以前所未有的速度向前跨越。当你乘坐350km/h的高速列车,在车上给亲友拨打电话,并观看来自移动基站的北京奥林匹克运动会开幕式转播实况时,你已经完全融入了这个全新的世界。