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通信真奇妙

2020-12-23蒲艾

学与玩 2020年11期
关键词:对准卫星通信流星

蒲艾

卫星通信、光纤通信、波导通信、电缆通信、架空明线通信......现代通信技术层出不穷,各显神通。不过,还有一些奇特的通信方式,虽然鲜为人知,但也开始崭露头角,受到通信专家青睐,它们是——

气球通信

在伊朗南部广漠的牧场上空,一颗硕大无朋的气球冉冉升起。这是在利用气球进行通信,能让这个地区几十万牧民每天收到16小时以上的电视和调频广播节目,还能接通电话,互致问候。

气球通信与卫星通信有异曲同工之妙,通信气球高悬空中,通过悬挂在气球上的收发设备,中继转接无线电信号,通信覆盖范围可达10多万平方公里,就像一颗低空人造卫星。这种“卫星”便宜,特别适宜疆土不大的发展中国家使用。像尼日利亚,用10个这样的通信气球,就能在全国90%以上的地区建立起四通八达的通信网络。

月面通信

夜空,一轮明月高悬,散发出熠熠银光,使人浮想联翩。人们能利用月亮来进行通信吗?

美国海军通信研究所的专家们认为,月亮是一个天然的反射体,既然它能反射无线电雷达信号,也一定能反射无线电通信信号。于是,他们率先在美国东部的华盛顿和西部的夏威夷两地间进行了试验——利用强大的发送设备对准月亮,发射出载有通信信号的无线电波。与此同时,两地在高灵敏度接收机上也分别接收到了由对方发出、经月亮表面反射而来的无线电波,使得华盛顿与夏威夷相隔千里一线牵,瞬间就打通了电话。

随后的试验更令人鼓舞。其中,最远距离的一次月面通信,是在瑞典和新西兰之间进行的,距离达到了17700公里。那次通信在接收端使用的天线是特制的,天线的“振子”多达160余根,比民用电视室外鱼骨形天线要多出10多倍。

流星余迹通信

茫茫太空,每天有數以千万计的流星游弋。成群结队的流星划破长空,在地球大气层内,以每秒钟几十万公里的极高速度陨落。陨落时,它们会与周围空气中的分子发生剧烈摩擦和碰撞,产生极高温度,使空气发生电离,形成一条长几十公里、直径几十米的电离气体柱,这就是流星余迹。

流星余迹从天而降,虽远远不及环绕地球的电离层大,却也能较好地反射30到100兆赫的无线电波,在无线电短波通信中大显身手。这是一种短暂的快速通信。一旦天空中出现适合通信的流星余迹,发送端就会自动把无线电波对准流星余迹快速发射,通过流星余迹的反射作用,使远在几百、几千公里外的地方接收到无线电信号。

你知道吗?世界上第一条流星余迹通信线路建在加拿大,它有1050公里长,能够传送军用电报和电话。如今,流星余迹通信不仅包括电报和电话,还能传送图片和电视图像,在通信领域大有用武之地呢!

对流层散射通信

“太阳上出现特大黑子!”在卫星通信还未诞生前,对通信部门来说,这个消息无疑是骇人听闻的。这是因为,太阳黑子对地面无线电通信,尤其是短波国际长途通信,威胁极大,会给通信带来严重的干扰,甚至迫使通信中断。

然而,美国有一条长达2600公里月亮表面可以反射无线电波的通信线路,即使太阳上爆发了特大黑子,通信依然畅通无阻,因为它是在对流层进行的散射通信。对流层是地球大气层中的最低层,那里气流湍急,似一个个剧烈转动的旋涡,这就造成了对流层中各点处的介质特性悬殊的差异。若对准对流层发射无线电波,有一部分无线电波会呈伞状反射回来,从而让远在几百公里外的地方接收到。

对流层散射通信的最大优点是不怕“天电”干扰,不仅太阳黑子爆发对它毫无影响,即使碰到强烈的磁暴和极光,或者猛烈的核爆炸,它也照样能“我行我素”,保持通信畅通。这种优异的特性,深得通信部门青睐。

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