天線
天線是收音機、電視機、雷達以及其他無線電設備中發射和接收無線電波的裝置。凡是利用無線電波傳遞信息的係統,都少不了天線。
最早在實際中應用的天線,是19世紀90年代波波夫與馬可尼為了實現無線電遠距離通信而設計的各種天線。馬可尼為了實現遠洋通信,曾製造出一種發射天線,它由30根下垂的銅線組成,頂部用水平橫線把這些銅線連在一起,橫線懸掛在兩個支持塔上。從無線電開始應用於通信時起,天線的發展大致經曆了五個階段。
第一階段,是線狀天線階段。在20世紀初,電子管振蕩器尚未發明,工作頻率還限於波長為1000米以上的長波。在長波波段,水平天線是不適用的,因此,在這時應用的是各種不對稱天線,如倒,型、T型、傘形天線等。隨著中波、短波波段的相繼開辟,推出了各種型式的天線。除了有抗衰減的塔式廣播天線外,還有各種水平天線,如環形天線、八木天線等,也研製出了由多個單元組成陣列的大功率天線。
第二階段,為20年代末開始的麵狀天線階段。拋物柱麵天線,雖然早在1888年赫茲就已首先使用了,但由於沒有相應的振蕩源,麵狀天線未能得到推廣。到20年代末,隨著微波電子管的出現,各種麵狀天線陸續研製出來。1930年,在新澤西州的兩個電台之間開始用直徑為3米的拋物麵天線進行微波通信。除了拋物麵天線,30年代還湧現出喇叭天線、透鏡天線等,這些天線利用波的反射、折射、聚焦等原理製成,可獲得窄波束和高增益。為了傳輸厘米波段和毫米波段的無線電波,30年代中後期,空心金屬波導管開始廣泛使用。40年代雷達的問世,大大促進了微波技術的發展,為了快速捕獲目標,科學家又研製出波束掃描等天線。
第三階段,為從第二次世界大戰結束到50年代末期。在這段時間裏,隨著微波接力通信、射電天文學和電視廣播事業的發展,天線設備又有了進一步的發展,許多大型拋物反射麵天線建設起來。1949年,在美國雷伯的主持下,製造出直徑為9米的射電望遠鏡,研究射電的強度分布。後來又研製出可跟蹤人造地球衛星的拋物麵射電望遠鏡,它的拋物麵反射鏡,能將來自遠方輻射源的平行光聚焦。
第四階段,為從50年代末到70年代初。人造地球衛星與洲際導彈的成功發射,對天線的要求日益提高,如要求高增益、高分辨率、寬頻帶、快速掃描和精確跟蹤。在這一段時間,天線技術的進展神速。一方麵,一些衛星通信大型地球站天線被建立並得到改進,還出現了卡塞格倫天線等新型天線;另一方麵,問世於40年代上半葉的相控陣天線,也由於電子計算機等技術的支持,為適應多目標同時搜索與跟蹤等方麵的需要,70年代初再次受到重視,並得到進一步的發展與應用。
第五階段,為從70年代初至今。隨著衛星通信的發展和無線電頻道日益擁擠,無線電技術朝越來越短的毫米波、亞毫米波(波長為0.1~1毫米的無線電波)甚至光波方向發展,出現了新型毫米波天線及新型陣列天線。此外,天線的結構和製造工藝也取得長足的進步,製造出直徑為100米、可全向轉動的高精度射電望遠鏡天線,單元數接近2萬的大型相控陣天線,高度超過500米的天線塔也研製成功。
通路係統
作為傳遞信息的網絡體係,地域通信係統也有用戶終端、傳輸係統和交換設備3個組成部分,但三者與傳統的通信網絡相比有許多特點。在傳統的通信網絡中,用戶終端大多數是普通電話或移動電話,而地域通信係統的用戶除了電話以外,還有一些“非話”終端,包括電視電話、用戶電報、圖形終端、用戶傳真、數據業務,以及由這些通信終端設備綜合而成的指揮(辦公)自動化係統。在傳統的通信網絡中,傳輸係統的通信容量很小,習慣上稱它為“小通路係統”;而在地域通信係統中,傳輸信道廣泛使用光導纖維、衛星通信和微波接力電路,通信容量很大,稱之為“大通路係統”。由於采用了多路傳輸信道,使通信很不容易阻塞,猶如馬路愈寬,交通愈不容易阻塞一樣。在傳統的通信網絡中,交換設備的容量小而且品種單一,最常見的是專門用來交換話音的電話交換機。在地域通信係統中,交換設備取名為“幹線節點”,它是全網的信息交換樞紐。“幹線節點”除了交換話音外,還可交換各種“非話”信息,其中主要是交換各種數據。因為數據信息通常是一組一組地交換(每組可沿著不同路由到達目的地址,再按一定規律重新“裝配”起來),故得名為“分組交換”。在地域通信係統中,各幹線節點間通常用多路無線電接力信道聯通,構成既有直達電路又有迂回路由的柵格狀的幹線節點網。
通信網絡多
地域通信網絡的服務功能比傳統通信網絡多。地域通信網絡中的“幹線節點”和“入口節點”內都安裝有先進的程控交換係統,它不僅迅捷、方便地為用戶交換信息,還能為網內用戶提供各種各樣的服務,主要有: