Непрерывная волна - Continuous wave

А непрерывная волна или же непрерывная форма волны (CW) является электромагнитная волна постоянного амплитуда и частота обычно синусоидальная волна, что для математический анализ считается имеющим бесконечную продолжительность. Непрерывная волна - это также название раннего метода радио коробка передач, в котором синусоидальный несущая волна включается и выключается. Информация осуществляется в разной продолжительности периоды включения и выключения сигнала, например, азбука Морзе в раннем радио. В рано беспроводной телеграф радиопередачи, CW волны также известны как "незатухающие волны", чтобы отличать этот метод от затухающая волна сигналы, произведенные ранее разрядник передатчики типа.

Радио

Передачи до CW

Очень ранние радиопередатчики использовали разрядник для создания радиочастотных колебаний в передающей антенне. Сигналы, производимые этими датчики искрового разрядника состояла из цепочек коротких импульсов синусоидальный радиочастотные колебания, быстро затухающие до нуля, называемые затухающие волны. Недостатком затухающих волн было то, что их энергия распределялась по чрезвычайно широкой полосе частот. частоты; у них был широкий пропускная способность. В результате они произвели электромагнитная интерференция (RFI ), которые распространяются на передачи станций на других частотах.

Это мотивировало усилия по созданию радиочастотных колебаний, которые затухали медленнее; было меньше демпфирования. Существует обратная зависимость между скоростью распада ( постоянная времени ) затухающей волны и ее ширины; чем дольше затухающие волны затухают до нуля, тем уже полоса частот, которую занимает радиосигнал, и тем меньше он мешает другим передачам. Поскольку все больше передатчиков начали заполнять радиочастотный спектр, сокращая частотный интервал между передачами, правительственные постановления начали ограничивать максимальное демпфирование или «декремент», которое может иметь радиопередатчик. Производители выпускали искровые передатчики, которые генерировали длинные «звенящие» волны с минимальным затуханием.

Переход на CW

Стало понятно, что идеальная радиоволна для радиотелеграфный связь будет синусоидальной с нулевым затуханием, непрерывная волна. Непрерывная непрерывная синусоида теоретически не имеет полосы пропускания; вся его энергия сосредоточена на одной частоте, поэтому он не мешает передаче на других частотах. Непрерывные волны не могли быть получены с помощью электрической искры, но были получены с помощью вакуумная труба электронный генератор, изобретенный около 1913 г. Эдвин Армстронг и Александр Мейснер. После Первая Мировая Война, передатчики, способные производить непрерывную волну, Генератор Alexanderson и вакуумная труба генераторы, стал широко доступным.

Искровые передатчики с затухающей волной были заменены ламповыми передатчиками непрерывного действия примерно в 1920 году, а передача затухающих волн была окончательно запрещена в 1934 году.

Ключевые клики

Не путать с Орган Hammond § Щелчок по клавише.

Для передачи информации непрерывную волну необходимо включать и выключать кнопкой. телеграфный ключ для создания импульсов разной длины, «точек» и «тире», которые обозначают текстовые сообщения в азбука Морзе Таким образом, "непрерывный" радиотелеграфный сигнал состоит из импульсов синусоидальной волны постоянной амплитуды, перемежающихся с промежутками отсутствия сигнала.

При включении-выключении несущей, если несущая включается или выключается внезапно, теория коммуникации может показать, что пропускная способность будет большим; если оператор связи включается и выключается более постепенно, пропускная способность будет меньше. Полоса пропускания ключевого сигнала включения-выключения связана со скоростью передачи данных следующим образом:${\displaystyle B_{n}=BK}$куда ${\displaystyle B_{n}}$ необходимая полоса пропускания в герцах,${\displaystyle B}$ это скорость изменения сигнала в секунду (бод ставка), и ${\displaystyle K}$ - константа, связанная с ожидаемыми условиями распространения радиоволн; K = 1 трудно декодировать человеческому уху, K = 3 или K = 5 используется при затухании или многолучевое распространение ожидается.^[1]

Паразитный шум, излучаемый передатчик который резко включает и выключает несущую, называется ключевые щелчки. Шум возникает в части полосы частот сигнала выше и ниже несущей, чем требуется для нормального, менее резкого переключения. Решение проблемы для CW состоит в том, чтобы сделать переход между включением и выключением более плавным, делая фронты импульсов мягкий, выглядящие более округленными, или использовать другие методы модуляции (например, фазовая модуляция ). Некоторые типы усилителей мощности, используемые при передаче, могут усиливать эффект щелчков клавиш.

Стойкость радиотелеграфии

Промышленный манипулятор для использования с электронным ключом для генерации кода Морзе.

Ранние радиопередатчики не могли быть модулированный для передачи речи, и поэтому радиотелеграфия CW была единственной доступной формой связи. CW все еще остается жизнеспособной формой радиосвязи спустя много лет после того, как передача голоса была усовершенствована, потому что можно использовать простые, надежные передатчики и потому что его сигналы являются простейшими формами модуляция способен проникать в помехи. Малая полоса пропускания кодового сигнала, отчасти из-за низкой скорости передачи информации, позволяет использовать в приемнике очень избирательные фильтры, которые блокируют большую часть радиошума, который в противном случае снизил бы разборчивость сигнала.

Непрерывное радио было названо радиотелеграфия потому что как телеграф, он работал с помощью простого переключателя для передачи азбука Морзе. Однако вместо того, чтобы контролировать электричество в проводе для пересеченной местности, переключатель управлял мощностью, передаваемой на радиостанцию. передатчик. Этот режим до сих пор широко используется любительское радио операторы.

В военной связи и любительское радио термины «CW» и «код Морзе» часто используются как синонимы, несмотря на различия между ними. Помимо радиосигналов, код Морзе может быть отправлен с использованием постоянный ток в проводах, звуке или свете, например. Для радиосигналов несущая волна включается и выключается, чтобы представлять точки и тире элементов кода. Амплитуда и частота несущей остаются постоянный во время каждого элемента кода. В приемнике принятый сигнал смешивается с гетеродин сигнал от BFO (генератор частоты биений ) для изменения радиочастотных импульсов на звук. Практически весь коммерческий трафик прекратил работу с использованием Морзе, но он все еще используется радиолюбителями. Ненаправленные радиомаяки (NDB) и Всенаправленная УКВ-радиосвязь (VOR) используются в аэронавигации, используют Морзе для передачи своего идентификатора.

Радар

Азбука Морзе практически вымерла за пределами любительской службы, поэтому в непрофессиональном контексте термин CW обычно относится к радар непрерывного действия система, в отличие от системы, передающей короткие импульсы. Немного моностатические (с одной антенной) РЛС непрерывного действия передавать и принимать одну (не развернутую) частоту, часто используя передаваемый сигнал в качестве гетеродин на возврат; Примеры включают полицейские радары скорости, датчики движения микроволнового типа и автоматические открыватели дверей. РЛС этого типа эффективно «ослеплены» собственным передаваемым сигналом для неподвижных целей; они должны двигаться к радару или от него достаточно быстро, чтобы создать доплеровский сдвиг, достаточный для того, чтобы радар мог изолировать частоты исходящего и обратного сигналов. Такой радар CW может измерять скорость диапазона но нет классифицировать (расстояние).

Другие РЛС CW линейно или псевдослучайно "щебечут" (частотная модуляция ) их передатчики достаточно быстро, чтобы избежать самоинтерференции с отражениями от объектов за пределами некоторого минимального расстояния; Такой радар может обнаруживать и определять дальность статических целей. Этот подход обычно используется в радиолокационные высотомеры, в метеорология и в исследованиях океана и атмосферы. В посадочный радар на Лунный модуль Аполлона совмещал оба типа РЛС CW.

CW бистатические радары использовать физически раздельные передающие и приемные антенны, чтобы уменьшить проблемы самоинтерференции, присущие моностатическим радарам непрерывного действия.

Лазерная физика

В лазерная физика и техники, «непрерывная волна» или «CW» относится к лазер который производит непрерывный выходной луч, иногда называемый "свободным ходом", в отличие от добротность, с переключением усиления или же режим заблокирован лазер, имеющий импульсный выходной луч.

Непрерывная волна полупроводниковый лазер был изобретен японским физиком Идзуо Хаяси в 1970 г.^{[нужна цитата ]} Он вел прямо к источникам света в волоконно-оптическая связь, лазерные принтеры, считыватели штрих-кода, и приводы оптических дисков, коммерциализированная японскими предпринимателями,^[2] и открыл поле оптическая связь, играя важную роль в будущем сети связи.^[3] Оптическая связь, в свою очередь, обеспечила аппаратную основу для Интернет технологии, закладывая основы для Цифровая революция и Информационный век.^[4]

Смотрите также

• Амплитудная модуляция
• Клуб операторов CW
• Затухающая волна
• Включение-выключение
• Периодическая функция
• Тиккер
• Типы радиоизлучений
• Форма волны

Рекомендации

1. Л. Д. Вольфганг, К. Л. Хатчинсон (редактор) Справочник ARRL для радиолюбителей, шестьдесят восьмое издание, (ARRL, 1991) ISBN  0-87259-168-9, страницы 9-8, 9-9
2. Джонстон, Боб (2000). Мы горели: японские предприниматели и создание электронной эры. Нью-Йорк: BasicBooks. п. 252. ISBN  9780465091188.
3. С. Миллман (1983), История инженерии и науки в системе колокола, стр. 10 В архиве 2017-10-26 в Wayback Machine, AT&T Bell Laboratories
4. Третья промышленная революция произошла в Сендае, Международное патентное бюро Soh-VEHE, Японская ассоциация патентных поверенных

• Описанная полоса пропускания CW