无线电报运作的秘密

有没有人好奇过，争片里的这个电报，究竟是怎么进行通讯的？

我的问题是，不需要电源，不需要电线，直接“滴滴滴”就把信息传递出去了。“滴滴滴”是摩尔斯电码，电源可以用手摇发电机解决，那无线传输依靠的是什么呢？

一般来说，一套无线电报设备上面会有，发射器、天线、电源、接收器这四大模块，如果想要实现更远的通信，还会有一个功率放大器，像这套94型6无线电设备一样，这里暂且先不谈。

发射器部分，除了用来按摩尔斯电码的电键，剩下的就是振荡器和调制器。

首先，振荡器会通过电流在电感线圈和电容器之间反复转换，产生一个稳定的正弦波信号。

具体是这样的，这是开关，这是电容，这是电感，因为电容和电感都是储能器件，它们不消耗能量。所以假如我们闭合开关，电容就会放电，转换为电感的电磁能，电容上的电压曲线就是这样的（1）；然后电感又会把电磁能反向给电容充满电，因为是反向充电，所以充电波形是这样的（2)；随后电容又会给电感反向放电，放电波形又会上去(3)；最后电感又会把能量释放给电容，因为是正向的了，所以它的波形是这样的(4)。

这就是一个周期的充放电。所以，如果开关一直闭合，就会形成这样的一个高频载波信号。

然后呢，有了高频信号之后，我们就需要用到调制器，把想要表达的信息，加载到振荡器产生的载波上。我们较常使用的调制方式是AM和FM。简单来说，AM就是幅度调制，比如说，我们要把这段信号，加载到这个高频信号上，那它就会通过改变波形的幅度，让幅度随着要被传输的波形变化而变化，变成这个样子。

无线电报用的就是这个方式。顺便一提，如果是用FM调制，那么这段信号的频率就会变成这样。

想要传输的信号准备好了，接下来就需要用天线，把这段信号辐射出去，形成电磁波。说起来比较复杂。

假设这是一个乖巧的正电荷，

因为一些原因，导致这个电荷开始加速运动，并且越来越快，直到接近无限光速。而电荷呢，本身是自带电场的，

我们假设电场是这个样子，这里有一个问题就是，电荷运动了，但是它动得实在是太快了，导致这个电荷远处的电场来不及反应，就会变成这样。

因为电场不会断掉，所以这个“折痕”会一直存在，并且也以光速向外移动，所以如果不加以引导，让这个“折痕”进到别的电路或设备里，就会干扰它们的正常工作，产生电磁干扰。

所以我们需要这样，将一个正电荷一个负电荷，间隔一定距离放置，这个排列叫做“偶极子排列”，

这时候它的电场是这样的。如果让它们上下交替运动，就会由于“折痕”的原因，形成这样的一个波。

放到天线上，我们就可以用一个中心弯曲的导电棒，从中间对它施加电压信号，来控制两端的正负极。当电压随时间变化而变化，正电荷和负电荷就会来回穿梭，波就传播出去了。

当然，这个过程是可逆的，也就是说，天线还可以用来接收信号。

当空气中有电磁波撞击到天线的一端时，电磁波中的电场和磁场就会作用于这边的天线，导致天线中的电荷振荡并形成感应电流，就会出现这样的画面。

顺便一提的是，电磁波的频率和天线的长度，决定了天线中电流和电压的分布，所以天线的长度也是有讲究的，一般共振状态下天线的接收效率最高。

接收到的电磁波会经过二极管等非线性元件，将高频载波信号解调成低频的音频信号，就是这一步的反转，

然后经过音频放大器，摩尔斯电码的“点”和“划”音调，就会出现在耳机里了。

这就是无线电报运作的秘密。

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