"跨越地平線 "的電視和電話信號傳輸

"跨越地平線 "的電視和電話信號傳輸

這里有一篇關(guān)于實施電視和電話信號超視距（OTH）傳輸?shù)暮喍涛恼?。它出現(xiàn)在1955年的《大眾電子》雜志上，當(dāng)時距二戰(zhàn)結(jié)束僅十年，正值朝鮮戰(zhàn)爭的尾聲，大多數(shù)家庭至少有一臺電視機(jī)。能夠利用超視距OTH將消除中間的眾多中繼塔，這些中繼塔不僅昂貴，而且由于財產(chǎn)收購問題，往往很難找到位置。文章建議，塔臺之間的間距可能為200英里（321.8688 千米）。

一個1000英尺高（304.8 米）的傳輸塔在平地上看到地平線約38.7英里，所以另一個1000英尺高的塔在距離地平線38.7英里的地方，塔之間的總距離為77.4英里（1245公里），但這是假設(shè)完美的視線傳播，沒有折射和反射等。

要驗證上述數(shù)字，請到這里輸入 "與物體的距離"=77.4486英里，"視力水平"=1000英尺，"與地平線的距離"=38.7英里。結(jié)果將是 "被遮蔽物體部分"=1000英尺。QED

請看貝爾電話實驗室--《廣播電視新聞》雜志1955年10月號的整版廣告--《地平線以上通信》。在新澤西州Holmdel的貝爾實驗室拍攝的這個實驗性的60英尺天線（后視圖），是為研究 "超視距 "現(xiàn)象而設(shè)計的。

高度示意圖說明了超高頻 "超視距 "傳輸中能量的可能分布。其效果類似于一個強(qiáng)大的探照燈，其光束指向天空。即使探照燈的透鏡不可見，也能在幾英里外的山丘后面看到光。

貝爾電話實驗室--超視距通信

當(dāng)貝爾電話實驗室的這則廣告出現(xiàn)在1955年的《廣播電視新聞》雜志上時，超視距（OTH）無線電信號傳輸還是一個相對較新的現(xiàn)象。這一年對OTH來說是個大年。對它的發(fā)現(xiàn)和利用最初是業(yè)余無線電愛好者的領(lǐng)域，他們被分配了被認(rèn)為是無用的頻譜來支持它。然而，一旦政府意識到OTH通信（雷達(dá)、語音、視頻）的重要影響，軍事研究組織迅速開始努力利用它來實現(xiàn)國防和安全目的，然后對大部分科學(xué)進(jìn)行了保密。在這一廣告的同一年，貝爾實驗室關(guān)于OTH技術(shù)的一篇題為"'Over the Horizon'"傳輸?shù)奈恼鲁霈F(xiàn)在《大眾電子》雜志上，說以前人們認(rèn)為通過無線電傳輸電視和多頻道電話服務(wù)所需的廣泛帶寬的唯一實用手段是視線（LOS）。"經(jīng)過麻省理工學(xué)院和貝爾電話實驗室多年的研究，這一點(diǎn)被推翻了。貝爾實驗室的研究源于貝爾公司在橫貫大陸的微波系統(tǒng)上取得的成功，該系統(tǒng)將電話交談、廣播和電視節(jié)目從一個海岸傳到另一個海岸，他們對無線電傳播的興趣也一直存在。M.I.T.的興趣是由政府在雷達(dá)和海外廣播方面的工作激發(fā)的。

電話地平線上的新東西

電話交談和電視圖像現(xiàn)在可以通過超高頻無線電波傳播，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出地平線。這一點(diǎn)最近由貝爾電話實驗室和麻省理工學(xué)院的科學(xué)家利用 "超地平線 "波傳播進(jìn)行了證明，這是無線電傳輸領(lǐng)域的一個重要的最新發(fā)展。

這項技術(shù)使電臺之間200英里的跨度成為可能，而不是目前視線傳輸所使用的30英里的跨度。它為跨越水面或崎嶇地形的超高頻開辟了道路，而在這些地方，中繼站是難以建造的。

在標(biāo)準(zhǔn)的微波視線傳輸中，站點(diǎn)的間距很大，可以使用主波束。但現(xiàn)在，有了巨大的60英尺天線和更高的功率，一些信號在射向太空時從這個主波束上掉下來。這些信號在被大氣層反射或散射后到達(dá)地平線以外的遙遠(yuǎn)地點(diǎn)。在 "超視距 "系統(tǒng)中，更大的功率和更大的天線允許重新捕獲其中的一些信號，使它們成為有用的載體。該系統(tǒng)將成為現(xiàn)有無線電中繼鏈路的寶貴補(bǔ)充。

"飛越地平線 "傳輸

發(fā)射器將電視和電話信號傳送到200英里以外，無需中繼站的幫助

根據(jù)貝爾電話實驗室和麻省理工學(xué)院的公告，通過太空直接傳輸電視和多頻道電話多達(dá)200英里--無需中繼站和超高頻率--現(xiàn)在已經(jīng)成為現(xiàn)實。視頻和音頻信息都可以在超高頻通道上進(jìn)行 "超視距 "傳輸，這是最近應(yīng)用于大陸防御系統(tǒng)的一種傳輸技術(shù)的延伸。

超視距傳輸意味著可以在水面和崎嶇的地形上建立更長的通信橋梁。在目前遍布美國的微波無線電中繼網(wǎng)絡(luò)中，中繼站只相隔約30英里。

標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)幅無線電廣播采用的是遵循地球曲率的波。但在電視和電話中繼中使用的波被認(rèn)為是在一條直線上傳播。多年來，放置在地平線上的天線（相距約30英里）之間的 "視線 "傳輸被認(rèn)為是通過無線電傳輸電視和多頻道電話服務(wù)所需的廣泛帶寬的唯一實用手段。

經(jīng)過麻省理工學(xué)院和貝爾電話實驗室多年的研究，這一點(diǎn)被推翻了。貝爾實驗室的研究源于貝爾公司在橫貫大陸的微波系統(tǒng)上取得的成功，該系統(tǒng)將電話交談、廣播和電視節(jié)目從一個海岸傳到另一個海岸，以及他們對無線電傳播的持續(xù)興趣。麻省理工學(xué)院的興趣是由政府在雷達(dá)和海外廣播方面的工作激發(fā)的。

科學(xué)家們知道超高頻在某些條件下會 "越過地平線"，但他們認(rèn)為這些頻率太弱，而且不可靠，無法實際使用。然而，在調(diào)查歸因于這些電波的偶然干擾的過程中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，許多電波實際上超過了它們所瞄準(zhǔn)的中繼塔，并以驚人的一致性到達(dá)更遠(yuǎn)的地方。

下一步是提供可靠的 "地平線以上 "的長距離傳輸。工程師們通過架設(shè)更大的天線和使用比傳統(tǒng)微波系統(tǒng)更高的功率來做到這一點(diǎn)。因此，他們把從地平線以外的直線無線電波束上掉下來的、被大氣層反射或散射到遠(yuǎn)處的較弱信號加以利用。

新系統(tǒng)的效果非常像一個強(qiáng)大的探照燈，它在一條直線上投下光束。一個瞄準(zhǔn)天空的探照燈可以從幾英里外的地面上看到，即使探照燈在一座山的后面。這是可能的，因為一些光線被大氣層反射和散射。

為了利用超視距傳輸，正在使用10千瓦的發(fā)射機(jī)和60'直徑的天線，相當(dāng)于目前跨大陸微波系統(tǒng)所用功率的20,000倍和天線面積的30倍。人們發(fā)現(xiàn)有必要采用較低的頻率（在UHF波段），以便用現(xiàn)有的設(shè)備開發(fā)出足夠的功率，達(dá)到令人滿意的可靠性程度。

即使在科學(xué)家們了解到 "在地平線上 "傳輸是可能的，他們也不確定這種媒介是否能支持多頻道電話或電視傳輸所需的寬頻帶。1953年秋天，他們發(fā)現(xiàn)他們可以在 "地平線 "上傳輸12個語音頻道。1954年，電視首次以這種方式在貝爾的新澤西州霍爾姆德爾實驗室和馬薩諸塞州新貝德福德附近的M.I.T.圓山研究站之間成功傳輸，距離為188英里（303公里）。

貝爾和M.I.T.的科學(xué)家強(qiáng)調(diào)，超視距傳輸?shù)某晒赡軙?dǎo)致對視距無線電中繼系統(tǒng)的補(bǔ)充，而不是替代。

超視距信號不能與被稱為 "電離層散射 "的類似傳輸類型混淆，后者在相對較低頻率的電報信號長距離傳輸中很有用。與電離層信號不同，超視距技術(shù)提供的信號對電視畫面或許多電話頻道所需的寬頻帶很有用。

編輯：黃飛

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