스파크 갭 송신기

Spark-gap transmitter
오스트리아 프라스탄츠 전기 박물관에 전시된 저전력 유도 결합 스파크 갭 송신기.스파크 갭은 박스 내부에 있으며 투명 커버는 상단 중앙에 있습니다.

스파크 갭 송신기는 [1][2]전기 스파크로 전파를 발생시키는 구식 무선 송신기입니다.라디오 송신기의Spark-gap 송신기가 첫번째 형식 및이 주된 형식 1887년 세계 전쟁 I.[3][4]독일 물리학자 하인리히 헤르츠의 끝까지 무선 전신 또는"스파크"시대, 라디오의 처음 3수 십년 동안 사용된 그가 ra의 존재를 증명하기 1887년에 최초의 실험spark-gap 송신기를 만들었다.wdio그 성질을 연구했습니다.

스파크 갭 송신기의 근본적인 한계는 감쇠파라고 불리는 일련의 짧은 전파 과도 펄스를 발생시킨다는 것입니다. 즉, 현대의 AM 또는 FM 라디오 전송에서 오디오(음성)를 전송하는 데 사용되는 연속파를 발생시킬 수 없습니다.그래서 스파크 갭 송신기는 음성을 전송할 수 없었고 무선전신을 통해 정보를 전송했다. 작업자는 전신키로 송신기를 켜고 끄고, 모스 부호로 된 문자 메시지를 출력하기 위해 전파 펄스를 만들었다.

최초의 실용적인 스파크 갭 송신기와 무선 전신 통신용 수신기는 1896년경 굴리엘모 마르코니에 의해 개발되었다.스파크 갭 송신기의 첫 번째 용도 중 하나는 배가 침몰할 때 해안과 통신하고 조난 신호를 방송하는 배였습니다.그들은 1912년 RMS 타이타닉호 참사와 같은 해양 구조에서 중요한 역할을 했다.제1차 세계대전 이후 진공관 송신기는 가격이 저렴하고 범위가 넓은 연속파를 발생시키며 간섭을 줄이고 음성을 전달할 수 있어 1920년에는 스파크 송신기가 구식이 되었다.스파크 갭 송신기에 의해 생성되는 무선 신호는 전기적으로 "소음"으로 대역폭이 넓어 다른 무선 전송을 방해할 수 있는 Radio Frequency Interference(RFI; 무선 주파수 간섭)를 생성합니다.이러한 종류의 전파 방출은 [5][6]1934년부터 국제법에 의해 금지되어 왔다.

연산 이론

전자파는 [7][8]가속될 때 전하에 의해 방사된다.전파, 즉 무선 주파수의 전자파는 도체를 통해 흐르는 전자들로 구성된 시간 변동 전류에 의해 생성될 수 있으며, 이는 갑자기 속도를 변화시켜 [8][9]가속한다.

두 도체 사이의 스파크 갭에서 전기 스파크를 통해 방전되는 정전용량은 전파를 [4]발생시킬 수 있는 최초의 장치였다.스파크 자체는 전파를 발생시키는 것이 아니라 연결된 회로의 도체에 전류를 진동시키는 공명 무선 주파수를 자극하는 역할을 합니다.도체는 이 진동 전류에서 에너지를 전파로 방사합니다.

회로 도체의 고유한 인덕턴스로 인해 충분히 낮은 저항(예: 스파크)을 통한 콘덴서의 방전은 진동합니다. 즉, 짧은 시간 동안 스파크 갭을 통해 빠르게 앞뒤로 흐르며 [10][11]진동이 사라질 때까지 양측의 도체를 번갈아 충전합니다.

1917년 소년의 취미 책에 나오는 단순한 스파크 갭 송신기의 그림 그림으로, 사용된 초기 전자 부품의 예를 보여줍니다.이것은 이 기간 동안 수천 명의 아마추어가 라디오의 흥미로운 신기술을 탐구하기 위해 집에서 만든 저전력 송신기의 전형적인 형태입니다.

실용적인 스파크 갭 송신기는 다음과 같은 [10][12][13][14]부품으로 구성됩니다.

  • 전원, 배터리 또는 콘센트의 저전압 전력을 스파크 갭을 뛰어넘을 수 있는 높은 전압(강력한 송신기의 경우 몇 킬로볼트에서 75-100킬로볼트)으로 변환하는 고압 변압기.변압기가 콘덴서를 충전합니다.배터리로 구동되는 저전력 송신기에서는 일반적으로 유도 코일(Ruhmkorff 코일)이었습니다.
  • 스파크에 의해 들뜨면 무선 주파수의 전기 진동이 발생하는 하나 이상의 공진 회로(튜닝 회로 또는 탱크 회로)입니다.공진회로는 변압기에서 나오는 고전압 전기를 저장하는 콘덴서(레이든 항아리라고 하는 유형)와 함께 연결된 인덕터 또는 튜닝 코일이라고 하는 와이어 코일로 구성됩니다.캐패시턴스와 인덕턴스 값은 생성되는 전파의 주파수를 결정합니다.
    • 1897년 이전 최초의 스파크 갭 송신기에는 공명 회로가 없었습니다. 안테나는 공명기 역할을 하며 이 기능을 수행했습니다.그러나 이는 송신기에 의해 생성된 전자파 에너지가 넓은 대역으로 분산되어 유효 범위가 최대 수 킬로미터로 제한된다는 것을 의미했다.
    • 대부분의 스파크 송신기에는 공진 변압기 또는 발진 [10]변압기라고 불리는 공기 코어 변압기와 결합된 두 개의 공진 회로가 있었습니다.이것은 유도 결합 송신기라고 불립니다.변압기의 1차 권선에 연결된 스파크 갭과 캐패시터는 하나의 공진 회로를 만들어 진동 전류를 발생시켰습니다.1차 권선의 진동 전류는 2차 권선에 전류를 유도하는 진동 자기장을 생성했습니다.안테나와 접지는 2차 권선에 연결되었다.안테나의 캐패시턴스는 2차 권선과 공진하여 2차 공진회로를 만들었습니다.2개의 공진회로는 같은 공진주파수로 조정되었습니다.이 회로의 장점은 스파크가 멈춘 후에도 안테나 회로에 진동 전류가 지속되어 길고 링잉하며 약간 감쇠된 파형이 생성되고 에너지가 좁은 대역폭에 집중되어 다른 송신기에 대한 간섭이 적다는 것입니다.
  • 공진 회로에서 전압 제어 스위치 역할을 하는 스파크 갭으로, 코일을 통해 캐패시터를 방전합니다.
  • 공진회로에서 진동전류의 전력을 전파로 우주에 방사하는 금속도체 안테나.
  • Morse 코드로 메시지를 전달하기 위해 송신기를 켜고 끄는 전신 키

운전주기

트랜스미터는 고속 반복 사이클로 작동하며, 이 사이클에서는 변압기에 의해 고압으로 충전되고 스파크 [10][15]갭을 가로지르는 스파크에 의해 코일을 통해 방전됩니다.충격 스파크는 공진회로를 벨처럼 "링"시켜 짧은 진동 전류를 발생시키고 안테나에 [10]의해 전자파로 방사됩니다.송신기는 이 사이클을 빠른 속도로 반복하기 때문에 스파크는 연속적으로 나타나고 무선 신호는 라디오 수신기에서 윙윙거리거나 윙윙거리는 소리처럼 들립니다.

1907년 복원된 매시 무선 스테이션 스파크 갭 송신기 시연
메시 스파크 갭 전송 오디오
"CQ DE PJ"의 모스 코드
  1. 변압기의 전류가 캐패시터를 충전하여 한쪽 플레이트에 양의 전하를 저장하고 다른 쪽 플레이트에 음의 전하를 저장할 때 사이클이 시작됩니다.캐패시터가 충전하는 동안 스파크 갭은 비전도 상태이므로 코일을 통해 전하가 빠져나가는 것을 방지합니다.
  2. 콘덴서의 전압이 스파크 갭의 파괴 전압에 도달하면 갭 내의 공기가 이온화되어 전기 스파크를 시작하여 저항이 매우 낮은 수준(일반적으로 1옴 미만)으로 감소합니다.그러면 캐패시터와 코일 사이의 회로가 닫힙니다.
  3. 콘덴서의 전하가 코일과 스파크 갭을 통해 전류로 방전됩니다.콘덴서 전압이 0에 도달하면 코일의 인덕턴스로 인해 전류는 멈추지 않고 계속 흐르며 반대 극성으로 콘덴서 플레이트를 충전하여 반대편 플레이트의 콘덴서에 전하가 다시 저장될 때까지 계속 흐릅니다.그런 다음 코일을 통해 반대 방향으로 전하가 흐르는 과정을 반복합니다.이는 계속되어 코일을 통해 캐패시터의 플레이트 사이를 빠르게 왔다 갔다 하는 진동 전류가 발생합니다.
  4. 공진회로는 안테나에 연결되어 있기 때문에 이러한 진동 전류도 안테나로 흐르며 안테나를 충전 및 방전합니다.전류는 안테나 주위에 진동 자기장을 생성하는 반면 전압은 진동 전계를 생성합니다.이러한 진동장은 안테나에서 전파로 우주로 방사됩니다.
  5. 공진회로의 에너지는 캐패시터에 원래 저장되어 있던 에너지의 양으로 제한됩니다.방사된 전파는 스파크에 의해 생성된 열과 함께 이 에너지를 소모하여 진폭이 0으로 빠르게 감소합니다.1차 회로의 진동 전류가 스파크 갭 내의 공기를 이온화하기에 부족할 정도로 감소하면 스파크가 정지하고 공진회로가 개방되어 진동이 정지한다.2개의 공진회로가 있는 송신기에서는 스파크가 종료된 후 얼마간 2차 회로 및 안테나에서의 진동이 지속될 수 있습니다.그런 다음 변압기가 다시 콘덴서를 충전하기 시작하고 전체 사이클이 반복됩니다.

이 사이클은 1밀리초 미만으로 매우 빠릅니다.각 스파크에 대해 이 사이클은 높은 진폭으로 빠르게 증가하고 0으로 기하급수적으로 감소하는 진동 사인파로 구성된 무선 신호를 생성합니다.[10] 이를 감쇠파라고 합니다.발진 f f는 캐패시터의 C(\ C와의 L(\displaystyle L에 의해 결정되는 공진회로의 공진주파수와 동일합니다.

송신기는 이 사이클을 빠르게 반복하기 때문에 출력은 감쇠파의 반복 스트링입니다.이는 일정한 주파수로 변조된 무선 신호 진폭과 같기 때문에 무선 전신 시대에 사용된 결정 검출기나 플레밍 밸브와 같은 정류 AM 검출기에 의해 무선 수신기에서 복조될 수 있습니다.반복 빈도(스파크 레이트)는, 통상, 초당 50 ~1000회의 스파크가 발생하는 오디오 범위내에 있기 때문에, 수신기의 이어폰에서는 신호가 일정한 톤, 윙윙,[12] 또는 버즈처럼 들립니다.

이 신호로 정보를 송신하기 위해서, 오퍼레이터는 트랜스 1차 회로내의 전신 키라고 불리는 스위치를 탭 해, 짧은(도트) 및 긴(대시)열의 감쇠파를 생성해, 모스 부호로 메시지를 출력한다.키를 누르면 스파크 갭이 반복적으로 발생하며 일련의 전파 펄스가 생성되므로 수신기에서 키 누르기가 윙윙거리는 소리처럼 들립니다. 전체 모스 부호 메시지는 일시 중지됨으로 구분된 일련의 윙윙거리는 소리처럼 들립니다.저전력 송신기에서는 키가 공급 변압기의 1차 회로를 직접 차단하는 반면, 고출력 송신기에서는 키가 1차 회로를 차단하는 헤비듀티 릴레이를 작동시킵니다.

충전 회로 및 스파크 속도

콘덴서를 충전하는 회로는 스파크 갭 자체와 함께 송신기의 스파크 속도, 초당 발생하는 스파크 수 및 결과적으로 발생하는 감쇠파 펄스를 결정합니다. 이 펄스는 수신기에서 들리는 신호의 톤을 결정합니다.스파크 레이트를 송신기의 주파수(감쇠된 각 파형의 초당 사인파 진동 수)와 혼동해서는 안 됩니다.송신기는 스파크당 하나의 펄스의 전파를 생성하므로, 송신기의 출력 전력은 스파크 속도에 비례하므로 높은 속도가 선호되었습니다.스파크 송신기는 일반적으로 세 가지 유형의 전원 회로 [10][12][16]중 하나를 사용했습니다.

유도 코일

유도 코일(Ruhmkorff 코일)은 보통 500와트 미만의 저전력 송신기에 사용되었으며, 종종 배터리로 구동됩니다.유도 코일은 DC로 구동되는 변압기의 일종으로, 인터럽터라고 불리는 코일의 진동 암 스위치 접점이 1차 권선에 전류를 공급하는 회로를 반복적으로 차단하여 코일이 고전압의 펄스를 발생시킵니다.코일에 대한 1차 전류가 켜지면 1차 권선에 의해 철심에 자기장이 생성되어 스프링식 인터럽터 암이 접촉에서 떨어져 스위치가 열리고 1차 전류가 차단됩니다.그러면 자기장이 붕괴되어 2차 권선에 고전압의 펄스가 생성되고, 인터럽터 암이 다시 스프링하여 접점을 닫고, 사이클이 반복됩니다.고전압의 각 펄스는 스파크 갭이 발생할 때까지 캐패시터를 충전하여 펄스당 스파크가 1개 발생합니다.인터럽터는 20-100Hz의 낮은 스파크 레이트로 제한되어 수신기에서 낮은 윙윙거리는 소리처럼 들렸습니다.강력한 유도 코일 송신기에서는 진동 차단기 대신 수은 터빈 차단기가 사용되었습니다.이로 인해 최대 수천Hz의 속도로 전류를 차단할 수 있으며, 최적의 톤을 생성하도록 속도를 조정할 수 있습니다.

교류 변압기

AC로 구동되는 고출력 송신기에서는 변압기가 입력 전압을 필요한 고전압까지 높입니다.변압기의 정현파 전압은 캐패시터에 직접 인가되므로 캐패시터의 전압은 높은 양의 전압에서 0의 전압까지 다양합니다.스파크 갭은 콘덴서가 완전히 충전되었을 때 AC 사인파의 피크에서 최대 전압 부근에서만 스파크가 발생하도록 조정됩니다.AC 사인파에는 사이클당 2개의 피크가 있기 때문에 이상적으로는 각 사이클 중에 2개의 스파크가 발생했기 때문에 스파크 속도는[14] AC 전원 주파수의 2배(종종 각 하프 사이클의 피크 중에 여러 스파크가 발생)였습니다.따라서 50 또는 60Hz 주 전원으로 구동되는 송신기의 스파크 속도는 100 또는 120Hz였습니다.그러나 높은 오디오 주파수는 간섭을 더 잘 차단하기 때문에, 많은 송신기에서 변압기는 모터-교류 발전기 세트에 의해 구동되었습니다. 전기 모터의 축은 교류 발전기를 회전시켜 더 높은 주파수(일반적으로 500Hz)[14]에서 AC를 생산하고, 스파크 속도는 1000Hz였습니다.

스파크 갭 소거

신호가 전송되는 속도는 스파크가 꺼지는 데 걸리는 시간에 따라 자연스럽게 제한됩니다.위와 같이 교류 0점 중에 불꽃을 소화할 수 있을 정도로 전도성 플라즈마가 냉각되지 않으면 축적된 에너지가 소멸될 때까지 '영속성 스파크'를 유지하여 초당 약 60개의 신호까지만 실용적으로 동작할 수 있다.아크를 차단하기 위해 능동적인 조치를 취할 경우(스파크에 공기를 불어넣거나 스파크 갭을 길게 함으로써) 훨씬 더 짧은 "소금 스파크"를 얻을 수 있습니다.간단한 급랭식 스파크 시스템은 스파크가 급랭되는 데 걸리는 시간 동안 캐패시터 회로의 진동을 여러 번 허용합니다.스파크 회로가 고장난 경우 송신 주파수는 안테나 공진 회로에 의해만 결정되므로 튜닝이 간단해집니다.

회전 스파크 갭

아래 '회전' 스파크 갭이 있는 송신기에서 콘덴서는 위와 같이 고압변압기에서 AC로 충전되어 전기모터로 회전하는 바퀴 주위에 전극으로 이루어진 스파크 갭에 의해 방전되어 정지전극을 [10][14]통과할 때 스파크가 발생한다.스파크 속도는 초당 회전수에 휠의 스파크 전극 수를 곱한 값과 같았습니다.그것은 수천 헤르츠까지 스파크 속도를 낼 수 있고 모터의 속도를 변경함으로써 속도를 조절할 수 있다.휠의 회전은 보통 AC 사인파와 동기화되어 정현파의 피크에서 이동 전극이 정지된 전극을 통과하여 캐패시터가 완전히 충전되었을 때 스파크를 시작하여 수신기에서 음색을 생성합니다.이 방법으로 올바르게 튜닝하면 스파크를 통해 충전회로(캐패시터와 병렬)에서 직접 전력이 손실되므로 외부 냉각 또는 급랭 에어플로우가 필요하지 않습니다.

역사

상세 정보:라디오의 연대표와 라디오의 발명

무선 송신기의 발명은 두 연구 라인의 융합에서 비롯되었다.

하나는 전선 없이 전신 신호를 전송하는 시스템을 고안하려는 발명가들의 노력이었다.많은 발명가들의 실험은 전기 장애가 공기를 통해 단거리에 전달될 수 있다는 것을 보여주었다.그러나 이러한 시스템의 대부분은 전파가 아닌 정전기 유도 또는 전자기 유도 방식으로 작동했는데,[17] 이러한 방식은 실용적이기엔 너무 짧은 범위였다.1866년 말론 루미스는 14마일 떨어진 [17]산꼭대기에 있는 연에 의해 높이 떠 있는 두 개의 600피트짜리 전선 사이에 대기를 통해 전기 신호를 전달했다고 주장했다.토마스 에디슨은 1875년에 라디오를 발견할 뻔했다. 그는 고전압 스파크 회로를 실험하는 "이더릭 전류"라고 불리는 전파를 생성하고 검출했지만, 시간이 부족했기 때문에 [18]그 문제를 추구하지 않았다.1879년 데이비드 에드워드 휴즈 역시 탄소 마이크로폰 검출기로 수신한 전파 송신을 우연히 발견했지만,[18] 그가 관찰한 것은 유도라고 설득당했다.이 두 사람 모두 관측의 중요성을 이해하지 못했고 헤르츠 이전에 그들의 연구를 발표하지 않았기 때문에 보통 무전기의 발견에 대한 공로를 인정받지 못했다.

다른 하나는 1864년 현재 맥스웰 방정식으로 불리는 스코틀랜드 물리학자 제임스 클럭 맥스웰이 제안한 전자기 이론을 확인하기 위한 물리학자들의 연구였다.맥스웰의 이론은 진동하는 전기장과 자기장의 조합이 "전자파"로서 우주를 여행할 수 있다고 예측했다.맥스웰은 빛이 짧은 파장의 전자파로 구성된다고 제안했지만, 아무도 이것을 확인하거나 다른 파장의 전자파를 발생시키거나 검출하는 방법을 알지 못했다.1883년까지 가속된 전하가 전자파를 발생시킬 수 있다는 이론이 제기되었고 조지 피츠제럴드는 루프 [19]안테나의 출력 전력을 계산했다.피츠제럴드는 1883년에 출판된 짧은 노트에서 전자파가 실질적으로 빠르게 콘덴서를 방출함으로써 생성될 수 있다고 제안했는데,[20][21] 이것은 다른 발명가들에게 영감을 주었다는 징후는 없다.

스파크 송신기의 이력을 이하의 다양한 타입으로 분류하면, 많은 무선 [22]교과서에 사용되고 있는 과목의 편성에 따릅니다.

헤르츠 발진기

1887년 독일 물리학자 하인리히 헤르츠는 1864년 제임스 클러크 맥스웰이 예측한 전자파의 존재를 증명하기 위해 최초의 실험용 스파크 갭 송신기를 개발했는데, 이 실험에서 그는 약 1910년까지 "헤르츠파"라고 불렸던 [23]전파를 발견했다.Hertz는 스파크 갭으로 끝나는 도체를 가진 플랫 스파이럴 인덕터인 "Reiss Spirals"로 실험함으로써 스파크 들뜸 회로를 시도하도록 영감을 받았습니다.한 소용돌이를 통해 방출되는 레이든 항아리 콘덴서는 다른 소용돌이의 틈새에 불꽃을 일으킬 수 있습니다.

  • Heinrich Hertz discovering radio waves with his spark oscillator (at rear)

    하인리히 헤르츠, 스파크 발진기로 전파 발견(후면)

  • Hertz's drawing of one of his spark oscillators. (A,A') antenna, (J) induction coil

    헤르츠가 그린 스파크 발진기 중 하나. (A,A') 안테나, (J) 유도 코일.

  • Hertzian spark oscillator, 1902. Visible are antenna consisting of 2 wires ending in metal plates (E), spark gap (D), induction coil (A), auto battery (B), and telegraph key (C).

    헤르츠식 스파크 발진기 1902년금속판(E), 스파크 갭(D), 유도 코일(A), 자동 배터리(B) 및 전신 키(C)로 끝나는 2개의 와이어로 구성된 안테나가 보입니다.

  • Hertz's 450 MHz transmitter; a 26 cm dipole with spark gap at focus of a sheet metal parabolic reflector

    Hertz의 450MHz 송신기. 판금 포물선 리플렉터의 초점에 스파크 갭이 있는 26cm 쌍극자

  • Jagadish Chandra Bose in 1894 was the first person to produce millimeter waves; his spark oscillator (in box, right) generated 60 GHz (5 mm) waves using 3 mm metal ball resonators.

    1894년 Jagadish Chandra Bose는 밀리미터파를 최초로 만든 사람입니다. 그의 스파크 발진기(박스 내 오른쪽)는 3mm 금속 공진기를 사용하여 60GHz(5mm)의 파동을 발생시켰습니다.

  • Microwave spark oscillator demonstrated by Oliver Lodge in 1894. Its 5-inch resonator ball produced waves of around 12 cm or 2.5 GHz

    올리버 로지가 1894년에 시연했던 마이크로파 스파크 발진기.5인치 공명 볼은 약 12cm(2.5GHz)의 파동을 일으켰다.

헤르츠의 첫 번째 발진기: 7.5mm의 스파크 갭이 있는 1m의 구리선 한 쌍으로, 30cm의 아연 구체로 끝납니다.유도 코일(표시되지 않음)에서 20,000볼트 펄스를 가하면 약 50MHz의 주파수로 파동이 발생하였습니다.

회로도를 참조하십시오.Hertz의 송신기는 내측단 사이에 스파크 갭(S)이 있는 다양한 길이의 공선 금속 막대 한 쌍과 외측단에는 [23][26][25]캐패시턴스(C)를 위한 금속 볼 또는 플레이트로 구성된 쌍극자 안테나로 구성되었습니다.안테나의 양쪽은 5~30kV의 고전압 펄스를 생성하는 공통 실험실 전원인 유도 코일(Ruhmkorff 코일)(T)에 연결되었습니다.안테나는 파동을 방사할 뿐만 아니라 진동 전류를 발생시키는 고조파 발진기(공진기)로도 작동합니다.안테나의 양쪽 사이에 유도 코일(T)의 고전압 펄스가 인가되었습니다.각 펄스는 안테나의 캐패시턴스에 전하를 저장하여 스파크 갭을 가로질러 스파크에 의해 즉시 방전되었습니다.스파크는 안테나 측면 사이에서 잠깐 동안 진동하는 정전파를 들뜨게 했습니다.안테나는 에너지를 전파의 순간적인 펄스로서 방출했다. 즉, 감쇠된 파동이다.파동의 주파수는 안테나의 공진 주파수와 같았으며, 이는 안테나 길이의 약 2배의 파장을 방사하는 반파장 쌍극자로 작용했다.헤르츠는 공명 수신 안테나 역할을 하는 와이어의 루프에서 마이크로미터 스파크 갭(M)의 미세한 불꽃을 관찰하여 파장을 감지했습니다.올리버 로지도 이때 스파크 발진기를 실험해 헤르츠 이전에 전파를 발견할 뻔했지만 자유공간이 [27][28]아닌 와이어에 초점을 맞췄다.

헤르츠의 스파크 발진기 및 수신기 회로

헤르츠와 Jagadish 찬드라 보스, 레일리 경은 조지 피츠제럴드, 프레더릭 Trouton, 아우구스토 리기와 올리버는 로지 같은 이러한"헤르쯔 oscillators"를 지었고, 물리학자들의 1세대 주로 전파에 있는 과학적인 현상으로, 주로 통신 기술로 그 장래성을 예견하는 실패한 관심이 있었다.[29][30][31일][32]맥스웰 이론의 영향으로, 그들의 생각은 전파와 빛의 파동의 유사성에 의해 지배되었다; 그들은 전파를 보이지 않는 [30][31]빛의 형태로 생각했다.빛에 비유하여, 그들은 전파가 직선으로만 이동한다고 가정하고, 그래서 그들은 무선 전송이 세마포와 같은 기존의 광신호 방식처럼 시각적 지평선에 의해 제한된다고 생각했고, 따라서 더 [27][33][34]긴 거리 통신을 할 수 없다고 생각했다.1894년 올리버 로지는 헤르츠파가 전달될 수 있는 최대 거리가 0.[30]5마일이라고 추측했다.

연구진은 전파와 광파의 유사성을 조사하기 위해 파라핀 왁스, 유황, 피치, 와이어 회절 격자 등으로 만든 프리즘과 렌즈 등 준발광성분을 이용해 전파와 고전적인 광학실험을 재현할 수 있는 단파장 고주파 생산에 주력했다.s.[35] 짧은 안테나는 VHF, UHF 또는 마이크로파 대역에서 전파를 발생시킵니다.다양한 실험에서 헤르츠는 50~450MHz의 주파수를 만들어 냈는데, 이는 오늘날 방송 TV 송신기에 의해 사용되는 주파수이다.헤르츠는 그것들을 정파, 굴절, 회절, 편파,[36][26] 전파 간섭을 보여주는 역사적인 실험을 수행하는데 사용했다.그는 또한 전파의 속도를 측정하여 전파가 빛과 같은 속도로 이동한다는 것을 보여주었다.이 실험들은 빛과 전파가 모두 맥스웰의 전자파의 형태이며 주파수만 다르다는 것을 밝혀냈다.1894년경 Augusto Righi와 Jagadish Chandra Bose는 각각 12GHz와 60GHz의 마이크로파를 발생시켰으며, 작은 금속 공을 [37][38]공진기 안테나로 사용했습니다.

헤르츠식 발진기에 의해 생성되는 고주파는 수평선 밖으로 이동할 수 없었다.다이폴 공진기 역시 캐패시턴스가 낮고 전하를 많이 저장할 수 없어 출력이 [30]제한되었습니다.따라서, 이 장치들은 장거리 전송이 불가능했고, 사용된 원시 수신기를 사용한 수신 범위는 일반적으로 약 100 야드(100 미터)[30]로 제한되었습니다.

비싱토닉 송신기

그런 저명한 과학자의 눈에 띄지 않고 라디오가 유용하게 쓰인다는 것은 도저히 상상할 수 없었다.

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이탈리아의 라디오 선구자 굴리엘모 마르코니는 장거리 통신에 전파가 사용될 수 있다고 믿은 최초의 사람 중 한 명이었고, 주로 다른 사람들의 발명품을 결합하고 만지작거리면서 최초의 실용적인 무선 전신 송신기와 [32][40][41]수신기를 개발했다.그는 21세 때 이탈리아에 있는 가족의 사유지에서 1894년부터 1901년 사이에 헤르츠의 불꽃 발진기와 [39]수신기의 전송 범위를 늘리기 위한 일련의 실험을 했다.

헤르츠의 다이폴 안테나에서 마르코니의 모노폴 안테나의 진화
헤르츠의 쌍극자 발진기
Marconi는 처음에 6×6피트 금속판 "용량 영역"(t), 1895년[42] 금속판 및 스파크 볼로 다이폴 안테나를 확대하려고 시도했습니다.
마르코니의 첫 모노폴 안테나 송신기 1895년스파크 갭의 한쪽은 접지되고 다른 한쪽은 금속판(W)[42]에 부착됩니다.
마르코니 최초의 모노폴 송신기 재현
초기의 수직 안테나. (A) 마르코니는 금속판을 지면보다 높은 "용적 영역"에 매달아 두는 것이 범위를 넓힌다는 것을 발견했다. (B) 그는 단순한 고가 와이어도 똑같이 작동한다는 것을 발견했다. (C-F) 나중에 연구자들은 여러 개의 평행 와이어가 캐패시턴스를 증가시키는 더 좋은 방법이라는 것을 발견했다."케이지 안테나"(E-F)로 와이어 간에 전류를 보다 균등하게 분배하여 저항을 줄입니다.

그는 송신기와 수신기에 있는 헤르츠 쌍극자 안테나의 한쪽을 지구와의 연결로 교체하고 다른 한쪽을 [43][32][44][45]지상 높은 곳에 매달아 놓음으로써 전송 범위가 크게 늘어날 수 있다는 것을 발견한 1895년까지 반 마일 이상의 통신을 할 수 없었다.이들 안테나는 1/4파 모노폴 [46]안테나로 기능했습니다.안테나의 길이에 따라 생성되는 파장과 주파수가 결정되었습니다.저주파수가 길수록 [46]거리에 따른 감쇠가 적어집니다.마르코니는 아마도 2MHz 정도의 MF [45]대역에서 더 낮은 주파수를 방사하는 더 긴 안테나를 시도했을 때 더 [39]멀리 전송할 수 있다는 것을 발견했습니다.또 다른 장점은 이 수직 안테나가 Hertz의 수평 [47]안테나에서 발생하는 수평 편파 대신 수직 편파를 방사한다는 것입니다.이 더 긴 수직 편파는 지구의 윤곽을 따라 전파되기 때문에 수평선 너머로 이동할 수 있다.특정 조건 하에서 그것들은 대기 상층부에 있는 하전 입자 층(이온)을 반사하여 수평선 너머에 도달할 수 있으며, 나중에 하늘파 [34]전파라고 불립니다.마르코니는 당시 이 모든 것을 이해하지 못했다. 그는 단지 경험적으로 수직 안테나가 더 높게 매달릴수록 더 멀리 전송된다는 것을 알았다.

1901년 마르코니는 초기 스파크 송신기(오른쪽)와 종이 테이프에 잉크선으로 모스 부호 기호를 기록한 코헤러 수신기(왼쪽)를 가지고 있었다.
1897년 시위 중 마르코니의 송신기(가운데)와 수신기(아래)를 검사하는 영국 우체국 관계자.수직 와이어 안테나를 지지하는 극이 중앙에 보입니다.
1897년 7월 마르코니의 송신기. (왼쪽) 4구 Righi 스파크 갭, (오른쪽) 유도 코일, 전신 키, 배터리 박스.
1900년경 선박과 육지 통신에 사용된 프랑스 비싱토닉 송신기.그것은 약 10킬로미터(6.2마일)의 사거리를 가지고 있었다.

이탈리아 정부에 관심을 갖지 못한 후, 1896년 마르코니는 영국으로 이주했고, 그곳에서 영국 우체국의 윌리엄 프리스는 그의 [46][45][39]실험에 자금을 지원했다.마르코니는 1896년 [42]6월 2일 그의 무선 시스템에 특허를 냈고, 종종 최초의 무선 [48][49]특허로 여겨진다.1897년 5월에는 14km(8.7마일),[46] 1899년 3월 27일에는 46km(28마일),[39] 1899년 가을에는 136km(85마일),[50] 1901년 1월에는 315km(196마일)에 도달했다.점점 더 먼 거리에서 무선 모스 부호 통신을 시연함으로써 무선, 즉 "무선 전신"이 단순한 과학적 호기심뿐만 아니라 상업적으로 유용한 통신 기술이라는 것을 세계에 확신시켰습니다.

1897년에 마르코니는 그의 라디오 시스템을 생산하기 위해 회사를 시작했고, 그것은 마르코니 무선 전신 [46][39]회사가 되었다.1901년에 그의 첫 번째 대규모 계약은 런던의 로이드 보험회사와 그들의 배에 무선 방송국을 갖추는 것이었다.마르코니의 회사는 스파크 시대 내내 해양 라디오를 장악했다.마르코니에 의해서 고무된 1890년대 말 다른 연구자들은 경쟁 불꽃 무선 통신 시스템 개발. 알렉산더 포포프 러시아의 외젠 Ducretet 프랑스에서, 레지널드 페슨덴:미국의 정치가. 그리고 리 디포 리스트 America,[1]과 카를 페르디난트 브라운, 아돌프 Slaby에, 게오르크 폰 아르코 독일에 1903년에, Telefunken 제조 업체를 형성했고, 마르코니의 ch 시작했다.의하면경쟁상대.[51][52]

단점들

마르코니의 모노폴 송신기와 1897년 이전의 다른 모든 송신기의 회로.

1897년 이전의 원시 송신기에는 공진 회로(LC 회로, 탱크 회로 또는 튜닝 회로라고도 함)가 없었습니다. 스파크 갭은 안테나에 있어 전파의 [39][53][48][54]주파수를 결정하는 공진기 역할을 했습니다.이것들은 「비동기화」또는 「일반 안테나」[48][55]송신기라고 불립니다.

이러한 송신기의 평균 전력 출력은 낮았습니다.왜냐하면 낮은 캐패시턴스로 인해 안테나는 매우 감쇠된 발진기였기 때문입니다(현대 용어로는 매우 낮은 Q [56]계수를 가지고 있었습니다).불꽃이 튀는 동안 안테나에 저장된 에너지는 전파로 빠르게 방출되었고, 그래서 진동은 빠르게 [57]0으로 감소했습니다.무선 신호는 [48]출력되지 않는 비교적 긴 간격으로 분리하여 수십 번 또는 최대 초당 수백 번 반복하는 짧은 전파 펄스로 구성되었습니다.방사된 전력은 각 스파크가 발생하기 전에 안테나에 저장할 수 있는 전하의 양에 따라 달라지며, 이는 안테나 캐패시턴스에 비례합니다.접지에 대한 정전 용량을 늘리기 위해 안테나는 "하프",[58] "케이지", "우산", "반전된 L" 및 "T" 안테나에 여러 개의 병렬 와이어(종종 용량식 탑로드 포함)를 사용하여 제작되었습니다.안테나에 저장된 에너지를 증가시키는 유일한 방법은 매우 높은 [59][48]전압까지 충전하는 것이었습니다.그러나 사용할 수 있는 전압은 코로나 방전에 의해 약 100kV로 제한되었으며, 이로 인해 특히 비가 많이 오는 날씨에는 안테나에서 전하가 누출되고 긴 스파크에서 열로서 에너지가 손실되었습니다.

큰 댐핑의 더 큰 단점은 무선 전송이 전기적으로 "소음"이 발생한다는 것입니다. 즉,[10][60][39][56] 대역폭이 매우 크다는 것입니다.이러한 송신기는 단일 주파수의 파형이 아니라 연속 주파수 [61][60]대역을 생성했습니다.그것들은 본질적으로 무선 스펙트럼의 많은 부분에 에너지를 방사하는 무선 소음원이었고, 이는 다른 송신기가 들을 [12]수 없게 만들었습니다.복수의 송신기가 같은 영역에서 동작하려고 하면, 그 넓은 신호가 주파수로 오버랩 해,[39][54] 서로 간섭합니다.사용된 무선 수신기 역시 공진 회로가 없었기 때문에 안테나의 넓은 공진 외에 다른 신호 중 하나를 선택할 방법이 없었고, [54]근처에 있는 모든 송신기의 송신에 응답했습니다.이 간섭 문제의 한 예는 1901년 8월 마르코니, 리 드 포레스트, 그리고 다른 그룹이 그들의 점화 송신기를 [62][63][64]켜지 않은 채 배에서 신문으로 뉴욕 요트 경주를 보도하려고 했을 때 당혹스러운 대중의 대실패였다.모스 부호 전송이 방해되었고, 해안의 기자들은 왜곡된 신호로부터 어떠한 정보도 수신하지 못했다.

싱토닉 송신기

Lodge의 1897년[65] 특허에서 나온 최초의 '싱토닉' 라디오 시스템의 송신기(하단) 및 수신기(상단)

복수의 송신기가 동작하기 위해서는, 수신기가 어느 송신기의 신호를 수신할지를 선택하고, 그 외의 신호를 거부할 수 있도록, 「선택적 신호」[66][67]의 시스템을 설계할 필요가 있는 것이 분명해졌다.1892년에 William Crookes는 라디오에서 영향력[68] 있는 강의를[69] 했는데, 그 강의에서는 송신기와 [48]수신기의 대역폭을 줄이기 위해 공명(당시 Syntony)을 사용할 것을 제안했다.송신기에 공진회로(튜닝회로 또는 탱크회로라고도 함)를 사용하면 복사신호의 대역폭이 좁아지고 중심주파수 주변의 주파수가 작아져 다른 주파수로 송신하도록 조정된 송신기의 신호가 더 이상 겹치지 않게 됩니다.자체 공진회로를 가진 수신기는 원하는 송신기의 주파수로 공진 주파수를 조정함으로써 특정 송신기를 수신할 수 있으며, 이는 하나의 악기가 [66]다른 악기와 공진하도록 튜닝되는 방식과 유사합니다.이것은 모든 현대 라디오에 사용되는 시스템이다.

1897년부터 1900년까지 무선 연구자들은 "싱토닉" 또는 "튜닝" 시스템의 이점을 깨닫고, 송신기와 수신기에 캐패시터(레이든 항아리)와 인덕터(와이어 코일)를 추가하여 공진 회로(튜닝 회로 또는 탱크 회로)[70]를 만들었습니다.수년간 [71][54]전기 공명을 연구해 온 올리버 로지는 1897년 5월[65][72][27][73][60] 최초의 "싱토닉" 송신기와 수신기를 특허 받았으며, 로지는 안테나의 캐패시턴스와 공명하여 튜닝 [54][70]회로를 만들었다.비록 그의 복잡한 회로는 실용적이지 않았지만, 로지의 "싱토닉" 특허는 중요했다. 왜냐하면 로지가 서로 [54][70]공명하도록 조정된 공명 회로를 포함하는 무선 송신기와 수신기를 처음으로 제안했기 때문이다.1911년 특허가 갱신되었을 때, 마르코니 회사는 [70]침해 소송으로부터 그들 자신의 공감 시스템을 보호하기 위해 그것을 사도록 강요받았다.

공진회로는 진동하는 전기 에너지를 저장하여 [70]진동이 덜 감쇠되도록 회로의 Q 계수를 증가시키는 등 음차와 유사하게 기능했습니다.또 다른 장점은 송신기의 주파수가 더 이상 안테나의 길이가 아닌 공진회로에 의해 결정된다는 것입니다.따라서 코일의 조정 가능한 탭으로 쉽게 변경할 수 있습니다.안테나는 부하 코일을 사용하여 튜닝된 회로와 공명 상태가 되었습니다.각 스파크의 에너지와 그에 따른 출력은 더 이상 안테나의 캐패시턴스에 의해 제한되지 않고 공진회로의 [48]캐패시터 크기에 의해 제한되었습니다.전력을 증가시키기 위해 매우 큰 콘덴서 뱅크가 사용되었습니다.실제 송신기에서 공진회로가 채택된 형태는 다음 섹션에서 설명하는 유도결합회로입니다.

  • Demonstration inductively coupled spark transmitter 1909, with parts labeled

    부품 라벨이 부착된 유도 결합 스파크 송신기 1909 시연

  • Amateur inductively coupled spark transmitter and receiver, 1910. The spark gap is in glass bulb (center right) next to tuning coil, on top of box containing glass plate capacitor

    아마추어 유도 결합 불꽃 송신기와 수신기, 1910년.스파크 갭은 유리판 캐패시터가 들어 있는 박스 상단의 튜닝 코일 옆 글라스 전구(오른쪽 가운데)에 있습니다.

  • Standard Marconi inductively coupled transmitter on ship 1902. Spark gap is in front of induction coil, lower right. The spiral oscillation transformer is in the wooden box on the wall above the Leyden jars.

    표준 마르코니 1902호의 유도 결합 송신기.스파크 갭은 우측 하단 유도 코일 앞에 있습니다.나선형 진동 변압기는 레이든 항아리 위 벽에 있는 나무 상자 안에 있습니다.

  • Telefunken 25 kW long distance transmitter built 1906 at Nauen Transmitter Station, Nauen, Germany, showing large 360 Leyden jar 400 μF capacitor bank (rear) and vertical spark gaps (right)

    독일 나우엔의 나우엔 송신소에서 1906년에 제조된 텔레펑크 25kW 장거리 송신기로, 큰 360 레이덴 항아리 400μF 캐패시터 뱅크(후면)와 수직 스파크 갭(오른쪽)을 표시.

유도 결합

이러한 동조 송신기를 개발하면서, 연구자들은 단일 공진 회로로는 낮은 감쇠량을 달성하는 것이 불가능하다는 것을 발견했습니다.공진회로는 에너지 소산 [74][60][71]컴포넌트가 없는 "폐쇄" 회로인 경우에만 낮은 댐핑(높은 Q, 좁은 대역폭)을 가질 수 있습니다.그러나 그러한 회로는 전파를 발생시키지 않는다.안테나가 전파를 방사하는 공진회로('개방' 동조회로)는 에너지를 빠르게 손실하여 높은 감쇠(저Q, 광대역)를 제공합니다.대역폭이 좁은 지속적인 진동을 발생시키는 회로와 [10]고출력을 방사하는 회로 사이에는 기본적인 트레이드오프가 있었습니다.

유도 결합 스파크 송신기.C2는 실제 캐패시터는 아니지만 안테나 A와 접지 사이의 캐패시턴스를 나타냅니다.

다수의 연구자가 발견한 해결책은 코일이 유도적으로(자기적으로) 결합되어 공명 변압기(발진 [10][57][48]변압기라고 함)를 만드는 두 개의 공명 회로를 송신기에 사용하는 것이었습니다. 이를 "유도적으로 결합", "결합 회로"[55] 또는 "2개의 회로"[39][59][75] 송신기라고 합니다.회로도를 참조하십시오.캐패시터(C1)와 스파크 갭(S)이 있는 발진 변압기(L1)의 1차 권선은 "폐쇄" 공진회로를 형성하고, 2차 권선(L2)은 와이어 안테나(A) 및 접지에 접속하여 안테나([48]C2)의 캐패시턴스를 가진 "개방" 공진회로를 형성했다.두 회로 모두 동일한 공진 [48]주파수로 조정되었습니다.유도 결합 회로의 장점은 "느슨하게 결합된" 변압기가 탱크 회로의 진동 에너지를 점진적으로 복사 안테나 회로로 전달하여 긴 "링링" 파형을 [57][10]발생시킨다는 것입니다.두 번째 장점은 많은 에너지를 저장할 수 있는 큰 1차 캐패시턴스(C1)를 사용할 수 있게 되어 전력 출력이 [57][48]크게 증가했다는 것입니다.강력한 대양 횡단 송신기는 종종 거대한 레이든 항아리 콘덴서 뱅크를 통해 방을 채웠다(위 사진 참조).대부분의 시스템에서 수신기는 또한 두 개의 유도 결합 회로를 사용했으며, 안테나는 발진 변압기를 통해 검출기를 포함하는 "폐쇄" 공진 회로에 결합되었습니다.2회로(유도적으로 결합된) 송신기와 수신기가 있는 무선 시스템을 "4회로" 시스템이라고 불렀습니다.

라디오에서 공명회로를 최초로 사용한 사람은 니콜라 테슬라로,[76] 그는 1891년에 공명변압기를 발명했다.1893년 3월 세인트루이스에서루이스의[77] 강의는 비록 그것이 무선 전력 전송을 위한 것이었지만, 이후의 무선 통신 [78][79][48][70][80]시스템의 많은 요소들을 가지고 있는 무선 시스템을 시연했다.지상선 모노폴 안테나에 연결된 접지 캐패시턴스 부하 스파크 들뜸 공진 변압기(그의 테슬라 코일)는 Geis를 비추는 송신기의 주파수에 동조된 제2의 접지 공진 변압기로 구성된 수신기에 연결된 유사한 와이어 안테나에 의해 실내를 가로질러 수신되었다.슬러 [81][80][82]튜브1897년 [83]9월 2일 테슬라로부터 특허를 받은 이 시스템은 로지의 "싱토닉" 특허로부터 4개월 후, 사실상 유도 결합 무선 송신기와 수신기로, 마르코니가 1900년 특허에서 주장한 "4회로" 시스템을 처음으로 사용했다.[84][48][80][78]그러나 테슬라는 주로 무선 전력에 관심이 있었고 실용적인 무선 통신 [85][86][81][48]시스템을 개발하지 않았다.

테슬라 시스템 외에도 유도 결합 무선 시스템은 1898년 [87][88]2월 올리버 로지, 1899년 11월 칼 퍼디난드 브라운,[75][48][53][89] 1900년 [90][88]2월 존 스톤에 의해 특허를 받았다.Braun은 저감쇠가 1차 [91][48]코일과 2차 코일 사이의 "느슨한 결합"(상호 인덕턴스 감소)을 필요로 한다는 것을 알아냈습니다.

  • Tesla's inductively coupled power transmitter (left) patented 2 September 1897[83]

    1897년 9월[83] 2일 특허를 받은 테슬라의 유도 결합 전력 송신기(왼쪽)

  • Braun's inductively coupled transmitter patented 3 November 1899[89]

    브라운의 유도 결합 송신기는 1899년 11월[89] 3일에 특허를 받았다.

  • Stone's inductively coupled transmitter (left) and receiver (right) patented 8 February 1900[90]

    스톤의 유도 결합 송신기(왼쪽)와 수신기(오른쪽)는 1900년 2월[90] 8일에 특허를 취득했다.

  • Marconi's inductively coupled transmitter patented 26 April 1900.[92]

    마르코니의 유도 결합 송신기는 1900년 [92]4월 26일에 특허를 받았다.

마르코니는 처음에는 싱토니에 거의 관심을 기울이지 않았지만, 1900년에 이르러서는 [91][53]두 개의 회로 송신기와 두 개의 회로 수신기를 갖춘 라디오 시스템을 개발하였고, 4개의 회로는 모두 같은 주파수로 조정되었고, 그가 "지거"[74][39][75]라고 부르는 공명 변압기를 사용했다.위의 이전 특허에도 불구하고 Marconi는 1900년 4월 26일 자신의 시스템에 대한 "4회로" 또는 "마스터 튜닝" 특허에서[92] 유도 결합 송신기와 [48][88][80]수신기에 대한 권리를 주장했다.이것은 영국 특허를 부여받았지만, 미국 특허청은 그의 특허를 독창성이 부족하다는 이유로 두 번이나 기각했다.그리고 1904년에 새로운 특허장 그리고 좁은 근거는 테슬라와 스톤 특허 전쟁에서 이것이 lengt 조정에 의해 행해졌다는 안테나 장하 코일.(J의 회로 위에)포함함으로써 마르코니의 특허 획득은 같은 주파수의 네가지 회로 동조를 위한 수단이 부품에 그 patent,[93][80]을 허가한 판결을 뒤집었다.흙의 he [88][80]안테나이 특허는 영국과 [94][39]미국에서 Marconi에게 거의 독점적인 Syntonic 무선 전신을 주었다.테슬라는 마르코니의 회사를 특허 침해로 고소했지만 소송을 진행할 재원이 없었다.1943년 미국 대법원은 로지, 테슬라, 스톤의 이전 특허를 이유로 마르코니 특허의[95] 유도결합 청구를 무효화했지만, 이는 스파크 송신기가 [88][80]쓸모없게 된 지 한참 만에 나온 것이다.

유도 결합 또는 "싱토닉" 스파크 송신기는 대륙간 거리에서 통신할 수 있는 첫 번째 유형이었고, 또한 송신기 간의 간섭이 허용 가능한 수준으로 줄어들 정도로 충분히 좁은 대역폭을 가진 첫 번째 유형이었습니다.그것은 "스파크"[39] 시대에 사용된 지배적인 형태가 되었다.플레인 유도 결합 송신기의 단점은 1차 코일과 2차 코일이 매우 느슨하게 결합되지 않는 한 2개의 [48][96]주파수로 방사된다는 것입니다.이는 급랭식 스포크 및 회전 간격 송신기 (아래)에 의해 수정되었습니다.

라디오에서의 그들의 업적을 인정받아, 마르코니와 브라운은 1909년 노벨 [48]물리학상을 공동 수상했다.

최초의 대서양 횡단 무선 송신

콘월 폴두에 있는 마르코니의 송신소로, 원래의 400와이어 수직 원통형 안테나가 붕괴되었습니다.
대서양 횡단 송신에 사용되는 임시 안테나, 부채꼴의 50와이어 안테나.
Poldhu 송신기 [97]회로.플레밍의 신기한 이중 스파크 갭 디자인은 이후의 송신기에서는 사용되지 않았습니다.

마르코니는 1900년에 해저 전신 [50][98]케이블과 경쟁할 수 있는 대서양 횡단 통신을 시도하기로 결정했다.이것은 그의 회사에 위험한 도박인 파워의 대규모 스케일 업이 필요할 것이다.그때까지 그의 작은 유도 코일 송신기는 100 - 200와트의 입력 전력을 가지고 있었고, 최대 도달 거리는 약 150마일이었다.[50][97]최초의 고출력 송신기를 만들기 위해, 마르코니는 전력 공학 전문가인 교수(Professor)를 고용했다.런던 유니버시티 칼리지의 존 앰브로스 플레밍은 전력공학 원리를 적용했다.플레밍은 2개의 캐스케이드 스파크 갭(S1, S2)이 다른 속도로 점화되고 3개의 공진 회로가 연소 엔진에 [97][50][99]의해 회전되는 25kW 교류 발전기(D)로 구동되는 복잡한 유도 결합 송신기(회로 참조)를 설계했습니다.첫 번째 스파크 갭 및 공진회로(S1, C1, T2)는 고전압을 발생시켜 [99]두 번째 스파크 갭 및 공진회로(S2, C2, T3)에 전력을 공급하는 캐패시터(C2)를 충전하고 출력을 발생시킨다.스파크 속도는 낮았고,[99] 아마도 초당 2~3회의 스파크 정도로 낮았습니다.플레밍은 복사 전력이 약 10 - 12 [97]kW라고 추정했다.

이 송신기는 영국 [97][50]콘월의 폴두 해안에서 비밀리에 제작되었다.마르코니는 니콜라 테슬라가 뉴욕[100] 롱아일랜드에 최초의 대서양 횡단 무선 전신 송신기를 만들고 있었기 때문에 시간에 쫓기고 있었다(이것은 마르코니의 성공 이후 자금 지원을 잃고 미완성으로 버려진 워든클리프 타워였다).마르코니의 원래 원형 400선 송신 안테나는 1901년 9월 17일 폭풍으로 무너졌고, 그는 급히 [97][99][100]두 개의 160피트 기둥 사이의 케이블에 부채꼴로 매달린 50개의 와이어로 구성된 임시 안테나를 세웠다.사용된 주파수는 마르코니가 파장이나 주파수를 측정하지 않았기 때문에 정확하게 알려져 있지 않지만, 166에서 984 kHz,[98] 아마도 약 500 kHz 사이였을 것입니다.그는 세인트루이스 해안에서 신호를 받았다.뉴펀들랜드의 존스는 400피트 길이의 와이어 안테나를 [98][97][100]연에 매달아 놓은 무조정 코히어 수신기를 사용하고 있다.마르코니는 1901년 12월 12일 콘월주 폴두에서 뉴펀들랜드주 시그널 힐까지 3,400km의 [98][100]거리에서 대서양 횡단 라디오 송신이 이루어졌다고 발표했다.

마르코니의 업적은 세계적인 명성을 얻었고, 라디오가 실용적인 통신 기술이라는 마지막 증거였다.과학계는 처음에 마르코니의 보고서를 의심했다.마르코니 외에 사실상 모든 무선 전문가들은 전파가 직선으로 이동한다고 믿었기 때문에, 아무도 (마르코니를 포함한) 파도가 영국과 뉴펀들랜드 [34]사이의 300마일의 지구의 높은 곡선 주변에서 어떻게 전파되었는지 이해하지 못했다.1902년 Arthur Kennelly와 Oliver Heaviside는 독립적으로 전파가 대기 상층부의 이온화된 원자 층에 의해 반사되어 [34]수평선 너머 지구로 돌아올 수 있다는 이론을 세웠다.1924년 에드워드 5세. 애플톤은 현재 "케넬리"라고 불리는 이 층의 존재를 증명했다.1947년 노벨 물리학상을 받은 '헤비사이드층' 또는 'E층'이다.

오늘날 정통한 소식통들은 마르코니가 실제로 [101][99][98]이 전송을 받았는지 의심하고 있다.전리층 조건에서는 낮 동안 그 범위에서 신호를 수신할 수 없어야 한다.마르코니는 전송되는 모스 부호 신호가 문자 'S'(3개의 점)[98]라는 것을 알았다.그와 그의 조수는 이어폰의 대기 중 라디오 소음("정적")을 송신기의 [99][98]딸깍 소리와 혼동했을 수 있다.마르코니는 대서양 횡단 송신을 많이 하여 그의 우선 순위를 확실히 정했지만, 1907년에야 보다 강력한 [99]송신기를 통해 신뢰할 수 있는 대서양 횡단 통신이 이루어졌습니다.

급랭식 스포크 송신기

  • Ship radio room with 1.5 kW Telefunken quenched-spark transmitter

    1.5kW Telefunken 급랭식 송신기가 장착된 무선실 배송

  • Tuned circuit of transmitter. (top) quenched gap, (center) oscillation transformer, Leyden jars

    송신기의 동조 회로.(상부) 급랭 간격, (중앙) 발진 변압기, 레이든 병

  • Quenched spark gap from transmitter, left. The handle turns a screw which puts pressure on the stack of cylindrical electrodes, allowing the gap widths to be adjusted.

    송신기의 스파크 갭이 해소되었습니다(왼쪽).손잡이는 나사를 돌려 원통형 전극 스택에 압력을 가하여 갭 폭을 조정할 수 있습니다.

  • Cross section of portion of quenched spark gap, consisting of metal disks (F) separated by thin insulating mica washers (M) to make multiple microscopic spark gaps (S) in series

    소결된 스파크 갭 부분의 단면. 얇은 절연 마이카 와셔(M)로 분리된 금속 디스크(F)로 구성되어 여러 개의 미세한 스파크 갭(S)을 직렬로 만듭니다.

  • A powerful quenched-spark transmitter in Australia. The 6 cylinders in front of the Leyden jars are the quenched spark gaps.

    호주의 강력한 급랭식 송신기입니다.레이든 병 앞에 있는 6개의 실린더는 급랭된 스파크 갭입니다.

일반 유도 결합 송신기
급랭식 스포크 송신기[102]

유도 결합 송신기는 2개의 공진 회로의 상호작용으로 인해 비싱토닉 송신기보다 출력 파형이 복잡했습니다.두 개의 자기 결합 동조 회로가 결합된 발진기로 작동하여 비트를 생성합니다(위 그래프 참조).스파크가 계속되는 한 진동하는 [103][96][104]무선 주파수 에너지는 1차 공진 회로와 2차 공진 회로 사이를 빠르게 왔다 갔다 했습니다.에너지가 프라이머리로 돌아올 때마다 일부는 [104][96]스파크에서 열로 손실되었습니다.또한 커플링이 매우 느슨하지 않은 한 진동으로 인해 송신기는 두 개의 개별 [96][105]주파수로 송신되었습니다.수신기의 공진회로의 좁은 패스밴드는 이들 주파수 중 하나에 대해서만 튜닝할 수 있기 때문에 다른 주파수로 방사된 전력은 낭비되었습니다.

캐패시터의 모든 에너지가 안테나 [102][105]회로로 전달된 후 적절한 순간에 스파크를 소등(소거)함으로써 1차 회로로의 이러한 귀찮은 에너지 역류를 방지할 수 있습니다.발명가들은 이를 달성하기 위해 에어 블라스트와 엘리후 톰슨의 자기 방출과 [96][105]같은 다양한 방법을 시도했다.

1906년, 독일의 물리학자 막스 빈(Max Vien)[106]에 의해 새로운 형태의 스파크 갭이 개발되었는데, 이를 시리즈 또는 담금질 [107][108][109][104]갭이라고 부른다.담금질된 간격은 얇은 절연 스페이서 링으로 분리된 넓은 원통형 전극 스택으로 구성되어 약 0.1~0.3mm(0.004~0.01인치)[107]의 좁은 스파크 간격을 직렬로 형성합니다.[108]전극의 넓은 표면적은 전류가 멈춘 후 갭을 냉각시킴으로써 갭의 이온화를 빠르게 종료시켰다.유도 결합 송신기에서 좁은 간격은 모든 에너지가 2차 권선으로 전달된 후 1차 전류가 순간적으로 0이 되었을 때 첫 번째 노드 지점(Q)에서 스파크를 소등("소멸")했습니다(아래 그래프 [102]참조).스파크가 없으면 1차 회로에 전류가 흐를 수 없기 때문에 2차 공진 회로와 안테나가 1차 회로로부터 효과적으로 분리되어 2차 공진 회로와 안테나가 그 후(다음 스파크가 발생할 때까지) 1차 회로로부터 완전히 자유롭게 발진할 수 있습니다.이를 통해 두 개의 주파수가 아닌 단일 주파수를 중심으로 출력 전력이 생성되었습니다.또한 스파크 내 에너지 손실을 대부분 제거하여 0.08~0[110].25(Q12~38)의 감소로 매우 가볍게 감쇠된 긴 "링잉" 파동을 생성하고 결과적으로 매우 "순수"하고 좁은 대역폭의 무선 신호를 생성했습니다.또 다른 장점은 빠른 담금질을 통해 스파크 사이의 시간을 단축할 수 있어 약 1000Hz의 높은 스파크 속도를 사용할 수 있었고, 수신기에서 음악 톤이 라디오 정적을 더 잘 투과할 수 있었다.급랭된 갭 송신기는 "싱 스파크"[110][107] 시스템이라고 불렸다.

마르코니의 경쟁사인 독일의 거대 무선회사 텔레펑켄은 특허권을 획득하고,[109][107][104] 그들의 송신기에 가라앉은 스파크 갭을 사용했다.

로터리 갭 송신기

비슷한 담금질 효과를[14] 가진 두 번째 유형의 스파크 갭은 1896년[111][112] 테슬라에 의해 발명되어 레지날드 페센든과 [16][96]다른 사람들에 의해 무선 송신기에 적용된 "회전 갭"이었다.모터에 의해 고속으로 회전하는 디스크 로터 주위에 균일한 간격으로 여러 개의 전극으로 구성되어 있으며, 이 전극이 [10][59]정지된 전극을 통과할 때 스파크가 발생합니다.올바른 모터 속도를 사용하여 빠르게 분리되는 전극은 에너지가 [14][10][16][96]2차 전극으로 전달된 후 스파크를 껐다.또한 회전하는 휠은 고전력 송신기에서 중요한 전극을 냉각시킵니다.

  • A typical rotary spark gap used in low-power transmitters

    저전력 송신기에 사용되는 일반적인 회전 스파크 갭

  • Small rotary spark transmitter, 1918

    소형 회전 스파크 송신기, 1918년

  • 1 kilowatt rotary spark transmitter, 1914.

    1킬로와트 회전 스파크 송신기, 1914년

  • Fessenden's 35 kW synchronous rotary spark transmitter, built 1905 at Brant Rock, Massachusetts, with which he achieved the first 2 way transatlantic communication in 1906 on 88 kHz.

    1905년 매사추세츠주 브랜트록에서 제작된 Fessenden의 35kW 동기식 회전식 스파크 송신기는 1906년 88kHz를 통해 최초로 대서양 횡단 양방향 통신을 실현했습니다.

  • US Navy 100 kW rotary gap transmitter built by Fessenden in 1913 at Arlington, Virginia. It transmitted on 113 kHz to Europe, and broadcast the US's first radio time signal.

    1913년 페센든이 버지니아 알링턴에서 제작한 미 해군 100kW 회전 간격 송신기.그것은 113kHz로 유럽으로 전송되었고, 미국 최초의 라디오 시간 신호를 방송했다.

로터리 스파크 송신기에는 [14][16][10][96][99]두 가지 유형이 있습니다.

  • 비동기:이전의 회전 간격에서는 모터가 AC 변압기의 주파수와 동기화되지 않았기 때문에 콘덴서에 인가되는 전압의 AC 사이클에서 스파크가 무작위로 발생했습니다.문제는 불꽃의 [16]간격이 일정하지 않다는 것입니다.이동전극이 정지전극에 접근할 때 콘덴서의 전압은 0과 최대 AC전압 사이에서 랜덤하게 변화했습니다.스파크가 시작된 정확한 시간은 스파크가 점프할 수 있는 간격 길이에 따라 다르며, 이는 전압에 따라 달라집니다.결과적으로 연속적인 감쇠파의 무작위 위상 변화는 [12]수신기에서 "쉬익" 또는 "쉬익" 소리가 나는 신호로 이어졌습니다.
  • 동기:1904년경 Fessenden에 의해 발명된 이 유형에서는 로터가 변압기에 대한 AC 전압의 사이클과 동기하여 동기 모터에 의해 회전되어 각 사이클마다 전압 사인파의 동일한 지점에서 스파크가 발생했습니다.통상, 콘덴서가 완전하게 [12]충전되었을 때에 피크 전압으로 불꽃이 발생하도록, 반주기 마다 1개의 스파크가 있도록 설계되어 있습니다.따라서 스파크는 AC 라인 주파수의 배수와 동일한 일정한 주파수를 가지며 라인 주파수와 조화를 이룹니다.동기 간격은 수신기에서 더 음악적이고 쉽게 들리는 톤을 만들어 간섭을 더 [12]잘 차단한다고 합니다.

간섭 불꽃식 송신기의 성장하는 숫자의" 시끄러운"신호에 의해 야기된을 줄이기 위해 1912년 미국 의회"법에 조절하다 라디오 통신"이"진동 1인당 파동열 전송 장치에 의해 방출된의 로그 감쇠도 두 10분의 초과하지 않아야 한다"[59][10][113](이 15또는 g의 Q인자에 해당하는 것이 필요하지reater cm이다.이 조건을 만족시킬 수 있는 스파크 송신기는 사실상 [59]위의 급랭식 스파크 및 회전식 갭 타입뿐이었고, 스파크 시대의 나머지 기간 동안 무선 전신을 지배했습니다.

마르코니의 시한 스파크 시스템

1912년 마르코니는 그의 고출력 발전소에서 "시기적 스파크"라고 불리는 회전식 방전기의 정교함을 개발했는데, 이것은 아마도 스파크가 [114][115][116]만들어 낼 수 있는 연속적인 파동에 가장 가까운 것을 발생시켰다.그는 DC [117]발전기에 의해 충전된 콘덴서와 함께 여러 개의 동일한 공진 회로를 병렬로 사용했습니다.이들은 동일한 축에 있는 여러 회전식 방전자 휠에 의해 순차적으로 방출되어 시간에 따라 이동되는 중복 감쇠파를 생성했으며, 이는 발진 변압기에 함께 추가되어 출력이 감쇠파의 중첩이 되었습니다.스파크 간격은 파동 주기의 정수 배수와 같도록 방전 휠의 속도를 제어했다.따라서, 연속된 파동열차의 진동은 서로 위상이 일치하고 강화되었습니다.그 결과 기본적으로 연속 정현파 파동이 발생하였고, 그 진폭이 스파크 속도의 파동에 따라 변화하였다.이 시스템은 마르코니의 대양 횡단 방송국에 좁은 VLF 대역의 다른 송신기와 간섭하지 않을 만큼 좁은 대역폭을 제공하기 위해 필요했습니다.시한부 불꽃송신기는 불꽃송신기 중 가장 긴 전송거리를 달성했지만, 이 괴물들은 불꽃기술의 [116]종말을 상징했다.

송신기 건물. 3,600피트(3,600피트)의 플랫탑 와이어 안테나에 전력을 공급하는 36개의 공급선을 보여줍니다.
5피트 직경의 1차 발진 변압기 코일로, 1피트 두께의 특수 리츠 와이어 3회전 구성
"타이밍 스파크" 시스템의 3개의 5피트 회전 스파크 배출기 휠.
1916년 웨일즈 카나본에서 제작된 마르코니 300kW 시한 불꽃 송신기. 지금까지 만들어진 것 중 가장 강력한 불꽃 송신기 중 하나입니다.제1차 세계대전 중에는 뉴저지 [118]벨마(Belmar)의 수신자에게 21.5kHz로 분당 200단어 속도로 전보 트래픽을 전송했다.보도에 따르면 불꽃의 굉음은 1km 떨어진 곳에서도 들렸다.1918년 9월 22일, 영국에서 호주까지 15,200km(9,439마일)[119]의 거리인 무선 메시지를 처음으로 전송했다.1921년에 그것은 알렉산더슨 교류 발전기 송신기로 대체되었다.

'스파크'

첫 번째 무선 통신은 배에서 이루어졌으며, 해안과 연락을 취하고 배가 [120]침몰할 때 조난 신호를 보내기 위해서였다.마르코니 회사는 일련의 해안 관측소를 건설했고 1904년 최초의 모스 부호 조난 신호인 CQD를 설립했는데, 이 문자는 1906년 제2차 국제전파협약이 체결될 때까지 사용되었습니다.무선 전신으로 인한 첫 번째 중요한 해상 구조물은 1909년 1월 23일 호화 여객선 RMS 리퍼블릭호의 침몰로 1500명이 구조되었다.

무선 전신 시대에[121] 스파크 송신기가 사용한 무선 주파수
사용하다 빈도수.
(헤르츠)		 파장
(표준)		 표준 전력
범위(kW)
아마추어. 1500 이상 200 미만 0.25 - 0.5
출하. 500, 660, 1000 600, 450, 300 1 - 10
네이비 187.5 - 500 1600 - 600 5 - 20
중간 규모의 지상국 187.5 - 333 1600 - 900 5 - 20
대양 횡단 역 15 - 187.5 20,000 - 1600 20 - 500

스파크 송신기와 이를 수신하는 데 사용되는 크리스털 수신기는 취미 [14]생활자에 의해 널리 제작될 정도로 단순했다.20세기의 첫 수십 년 동안 이 흥미로운 새로운 하이테크 취미인 "라디오 아마추어"의 커뮤니티를 끌어들였습니다.이들 중 많은 10대 소년들은 집에서 만든 세트를 레크리에이션으로 사용하여 먼 아마추어들과 접촉하고 모스 부호로 그들과 대화를 나누며 [122][123]메시지를 중계했습니다.저전력 아마추어 송신기("squeak box")는 종종 포드 모델 [122]T와 같은 초기 자동차의 "트램블러" 점화 코일로 제작되었습니다.1912년 이전 미국에는 라디오에 대한 정부의 규제가 없었고, 혼란스러운 "야생적인 서부" 분위기가 만연했으며, 방송국들은 주파수에 따라 다른 방송국들과 무관하게 송신하고,[124][125] 의도적으로 서로 간섭했다.비동기식 광대역 스파크 송신기의 증가로 인해 공중파가 통제되지 않는 혼잡을 일으켜 상업용 및 군용 무선 방송국을 [125]방해하게 되었습니다.

1912년 4월 14일 RMS 타이타닉호 침몰은 라디오의 역할에 대한 대중의 인식을 높였지만, 인명 손실은 새로운 라디오 산업의 무질서한 상태에 관심을 가져왔고,[123] 일부 남용들을 바로잡는 규제를 촉진시켰다.비록 타이타닉 무선 통신사의 CQD 조난신호가 705명의 생존자를 구조한 RMS 카르파시아호를 소환했지만, 구조작업은 불과 몇 마일 떨어진 가장 가까운 SS 캘리포니아호가 타이타닉호의 부름을 듣지 못했기 때문에 4시간 지연되었다.이것은 1500명의 사망자의 대부분에 대한 책임이 있다.기존의 국제 규정에서는 50명 이상의 승객을 태운 모든 선박은 무선 장비를 휴대해야 했지만, 재난 이후 의무화된 선박은 24시간 내내 무선 감시망을 유지할 수 있도록 충분한 무선 요원을 확보했다.1912년 미국 전파법에서는, 모든 무선 송신기에 면허가 요구되었고, 오래된 소음 비싱토닉 송신기를 방송으로부터 제거하기 위해 송신기의 최대 감쇠량은 0.2로 제한되었으며, 아마추어들은 주로 1.5 MHz 이상의 미사용 주파수와 1 [113][125][14]킬로와트의 출력 전력으로 제한되었다.

독일 나우엔(Nauen) 나우엔(Nauen) 송신소에 있는 100kW 대양간 급랭식 스파크 송신기는 1911년 건설 당시 세계에서 가장 강력한 무선 송신기였다.

가장 큰 스파크 송신기는 입력 전력이 100 - 300 [126][127]kW인 강력한 대양 횡단 무선 전신 관측소였다.1910년경부터, 선진국들은 다른 나라들과 상업 및 외교 전보 트래픽을 교환하고 그들의 해외 [128][129][130]식민지와 통신하기 위해 이러한 방송국의 글로벌 네트워크를 구축했다.제1차 세계대전 동안 장거리 무선전신은 전략적인 방어 기술이 되었고, 무전기가 없는 나라는 해저 전신 케이블을 [129]절단하는 적에 의해 고립될 수 있다는 것을 깨달았기 때문이다.이러한 네트워크의 대부분은 대영제국의 소유물을 연결하기 위해 제국 무선 체인을 구축한 대영제국 마르코니와 대영제국 [128]밖에서 지배적인 독일 텔레펑켄사에 의해 건설되었다.마르코니 송신기는 시한 스파크 로터리 방전기를 사용했고, 텔레펑켄 송신기는 급랭 스파크 갭 기술을 사용했다.종이 테이프 기계는 모르스 부호 텍스트를 고속으로 전송하기 위해 사용되었다.약 3000~6000마일의 최대 범위를 달성하기 위해 대양 횡단 방송국은 주로 50kHz에서 15~20kHz의 초저주파수(VLF) 대역으로 송신합니다.이러한 파장에서는 가장 큰 안테나조차 전기적으로 짧고 파장 높이의 극히 일부이므로 방사선 저항(종종 1Ω 미만)이 낮았기 때문에 이러한 송신기는 적절한 효율을 얻기 위해 대용량 토로드와 함께 최대 수 마일 길이의 와이어 우산 및 플랫탑 안테나가 필요했습니다.안테나는 송신기와 공명하기 위해 베이스에 6~10피트 높이의 큰 로딩 코일이 필요했습니다.

연속파

감쇠가 가능한 한 감소했지만, 스파크 송신기는 여전히 감쇠파를 발생시켰으며, 이는 넓은 대역폭으로 인해 송신기 [4][61]간의 간섭을 유발했습니다.또한 스파크는 작동 시 매우 큰 소리를 내며 부식성 오존 가스를 발생시키고 스파크 전극을 침식시켜 화재의 [14]위험이 있습니다.이러한 결점에도 불구하고, 대부분의 무선 전문가들은 마르코니와 함께 장거리 통신을 할 수 있는 전파를 생산하기 위해 불꽃의 충동적인 "힙크랙"이 필요하다고 믿었다.

처음부터 물리학자들은 다른 유형의 파형인 연속 정현파(CW)가 감쇠파보다 [131][56]무선 전송에 이론적으로 유리하다는 것을 알고 있었습니다.에너지는 기본적으로 단일 주파수에 집중되기 때문에 인접한 주파수의 다른 송신기에 간섭을 거의 일으키지 않을 뿐만 아니라 연속파 송신기는 주어진 출력 [61]전력으로 더 먼 거리를 전송할 수 있습니다.소리를 [61]전달하기 위해 오디오 신호로 변조할 수도 있습니다.문제는 그것들을 생성하는 기술이 알려져 있지 않다는 것입니다.위에서 설명한 스파크 송신기의 감쇠를 줄이기 위한 노력은 출력을 연속파의 이상에 가깝게 하려는 시도로 볼 수 있지만, 스파크 송신기는 진정한 [56]연속파를 생성할 수 없었습니다.

1904년경부터, 연속파 송신기는 불꽃 송신기와 경쟁하는 새로운 원리를 사용하여 개발되었습니다.연속파는 두 가지 [61]단수명 기술에 의해 처음 생성되었습니다.

최대 1메가와트의 출력을 낼 수 있는 이 송신기는 고출력 무선전파 관측소에서 서서히 스파크 송신기를 대체했다.그러나 스파크 송신기는 대부분의 연속파 송신기가 "브레이크인" 또는 "리슨인"이라고 불리는 모드를 사용할 수 없었기 때문에 양방향 통신국에서 여전히 인기가 있었다.스파크 송신기를 사용하면, 전신 키가 모스 기호 사이에 있을 때, 통신파가 꺼지고 수신기가 켜져서, 통신원이 들어오는 메시지를 들을 수 있었다.이것에 의해, 수신 스테이션 또는 제3 스테이션이 진행중의 송신을 중단하거나 「침입」할 수 있게 되었습니다.이와는 대조적으로 초기의 CW 전송기는 연속적으로 작동해야 했습니다. 반송파는 모스 부호 기호, 단어 또는 문장 사이에서 꺼지지 않고 분리되기만 했습니다. 따라서 로컬 수신기는 전송기의 전원이 켜져 있는 한 작동할 수 없었습니다.따라서, 이러한 스테이션은 송신기가 꺼질 때까지 메시지를 수신할 수 없었습니다.

진부화

이 모든 초기 기술들은 1912년 에드윈 암스트롱과 알렉산더 마이스너에 의해 발명된 진공관 피드백 전자 발진기로 대체되었는데, 이 발진기는 1906년 리 드 [1]포레스트에 의해 발명된 3극 진공관을 사용했다.진공관 발진기는 훨씬 저렴한 연속파의 원천이었고 소리를 전달하기 위해 쉽게 변조될 수 있었다.제1차 세계대전이 끝날 때까지 최초의 고출력 송신관이 개발되었기 때문에 1920년대에 튜브 송신기는 아아크 변환기와 교류 발전기 송신기 및 오래된 소음 스파크 송신기를 대체했습니다.

1927년 워싱턴 D.C.에서 열린 국제전파협약은 스파크 [6]라디오를 없애기 위한 정치적 싸움을 보았다.이 시점에서 스파크 송신기는 오래 전에 구식이 되었고, 방송 라디오 시청자들과 항공 당국은 기존의 해양 스파크 송신기로 인한 라디오 수신 장애에 대해 불평하고 있었다.그러나 해운업계는 여전히 오래된 선박에서 사용되고 있던 고대 불꽃 장비를 교체하는 데 필요한 자본 지출 때문에 축축한 파도에 대한 전면 금지에 힘차게 저항했다.협약은 1929년 [132]이후 새로운 토지 스파크 송신기의 라이선스를 금지했다.B급이라 불리는 감쇠파 전파 방출은 1934년 이후 [5][132]선박에서의 비상 사용을 제외하고 금지되었다.이 허점을 통해 선주들은 제2차 세계 대전 동안 선박에서 비상 예비 송신기로 유지되었던 스파크 송신기를 교체하는 것을 피할 수 있었다.

레거시

스파크 갭 송신기의 한 가지 유산은 무선 통신사가 장치를 사용하지 않게 된 지 오래 후에 정기적으로 "스파키"라는 별명을 얻었다는 것이다.오늘날에도 독일어 동사 펑켄(funken)은 문자 그대로 "스파크(spark)"를 의미하며 "무선 메시지를 보내다"를 의미하기도 한다.

스파크 갭 발진기는 비무선 분야에서도 사용되었으며, 라디오에서 사용되지 않게 된 후에도 오랫동안 지속되었습니다.테슬라 코일과 우딘 코일의 형태로 1940년대까지 전신 [133][134]발열을 위한 투열 의학 분야에서 사용되었습니다.테슬라 코일의 0.1~1MHz 주파수에서 수십만 볼트의 높은 진동 전압을 환자의 몸에 직접 가했다.무선 주파수 범위의 전류는 감전의 생리적 반응을 일으키지 않기 때문에 치료는 고통스럽지 않았다.1926년 윌리엄 T. 보비는 메스에 가해지는 RF 전류가 의료 수술에서 조직을 절단하고 소작할 수 있다는 것을 발견했고, [135]스파크 발진기는 1980년대까지만 해도 전기수술 발생기 또는 "보비"로 사용되었다.

1950년대에 일본의 장난감 회사인 마쓰다야는 저렴한 원격 [136][137]조종 장난감 트럭, 보트, 그리고 Radicon이라고 불리는 로봇을 생산했는데, 이것은 무선 조종 신호를 생산하기 위해 저전력 스파크 송신기를 사용하는 방법이었다.그 신호는 장난감에서 코히러 수신기에 의해 수신되었다.

스파크 갭 발진기는 가스 텅스텐 아크 [138]용접에서 용접 아크를 시작하는 데 필요한 고주파 고전압을 생성하는 데 여전히 사용됩니다.강력한 스파크 갭 펄스 발생기는 여전히 EMP 시뮬레이션에 사용됩니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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추가 정보

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외부 링크

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