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現(xiàn)在買(mǎi)手機(jī)，你最重視的是什么？長(zhǎng)得好不好看、用起來(lái)卡不卡、內(nèi)存大不大、拍照夠不夠清楚、電池耐不耐用……其實(shí)這些都是小事，手機(jī)信號(hào)好才是正經(jīng)事！
信號(hào)好不好，看天線(xiàn)！如今我們已離不開(kāi)無(wú)線(xiàn)通信，而無(wú)線(xiàn)通信的一個(gè)前提便是天線(xiàn)。天線(xiàn)，讓電磁波價(jià)值變現(xiàn)。天線(xiàn)是一種變換器，它把傳輸線(xiàn)上傳播的導(dǎo)行波，變換成在無(wú)界媒介中傳播的電磁波，或者進(jìn)行相反的變換。在無(wú)線(xiàn)電設(shè)備中用來(lái)發(fā)射或接收電磁波的部件。
1887年，赫茲通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，然而赫茲卻曾一本正經(jīng)地說(shuō)：“我認(rèn)為無(wú)線(xiàn)電磁波沒(méi)有任何實(shí)際用途”。很顯然，赫茲錯(cuò)了。
證明赫茲錯(cuò)了的一位重要人物就是天線(xiàn)的發(fā)明者波波夫。本期《e人館》我們就來(lái)談?wù)勌炀€(xiàn)的發(fā)明者波波夫。
1859年3月4日，波波夫出生于俄國(guó)烏拉爾一個(gè)礦區(qū)小鎮(zhèn)。
12歲時(shí)就表現(xiàn)出對(duì)電工技術(shù)的愛(ài)好，自己做了個(gè)電池，還用電鈴把家里的鐘改裝成鬧鐘。
1877年，18歲的波波夫考入圣彼得堡大學(xué)數(shù)學(xué)物理系，后又轉(zhuǎn)學(xué)到森林學(xué)院。在那里，他享有“炸藥專(zhuān)家”的美稱(chēng)，因?yàn)樗芯砍隽擞秒娋€(xiàn)遙控炸藥爆炸。
波波夫29歲那年，赫茲發(fā)現(xiàn)了電磁波，但卻說(shuō)了“我認(rèn)為無(wú)線(xiàn)電磁波沒(méi)有任何實(shí)際用途”這句話(huà)。盡管波波夫?qū)掌澇錆M(mǎn)了崇拜，但是他堅(jiān)定的認(rèn)為電磁波將有大用處。并說(shuō)了“用我一生的精力去裝設(shè)電燈，對(duì)廣闊的俄羅斯來(lái)說(shuō)，只不過(guò)照亮了很小的一角；要是我能指揮電磁波，就可以飛越整個(gè)世界！”這句話(huà)。第二年，波波夫就成功地重復(fù)了赫茲的實(shí)驗(yàn)。
在一次公開(kāi)講演中，他提出了可以用電磁波進(jìn)行無(wú)線(xiàn)電通信的設(shè)想，并開(kāi)始了有目的的研究。
1894年，波波夫制成了一臺(tái)無(wú)線(xiàn)電接收機(jī)，這個(gè)接收機(jī)的獨(dú)特之處在于一根錯(cuò)位的導(dǎo)線(xiàn)，這根導(dǎo)線(xiàn)連接著信號(hào)接收機(jī)和地面，竟然大大增加了傳送距離，這便意外產(chǎn)生了世界上第一根天線(xiàn)。
在一次實(shí)驗(yàn)中，波波夫發(fā)現(xiàn)金屬屑檢波器的靈敏度異常高，接收電磁波的距離比平時(shí)有明顯增加。他沒(méi)放過(guò)這個(gè)異?，F(xiàn)象，仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)，有一根導(dǎo)線(xiàn)搭在檢波器上。很明顯，這根導(dǎo)線(xiàn)增強(qiáng)了檢波器的接收能力。波波夫喜出望外，提高機(jī)器的靈敏度，增加傳收距離的愿望竟在無(wú)意中實(shí)現(xiàn)了。無(wú)線(xiàn)電天線(xiàn)由此而問(wèn)世。
1895年5月7日，在彼得堡俄國(guó)物理化學(xué)會(huì)的物理分會(huì)上，波波夫發(fā)表《金屬屑同電振蕩的關(guān)系》論文，并且進(jìn)行了無(wú)線(xiàn)電接收機(jī)的演示。
當(dāng)日，波波夫表示：“最后，我敢于表示這樣一個(gè)希望，我的儀器在進(jìn)一步改良以后，就能夠憑借迅速的電振蕩進(jìn)行長(zhǎng)距離通信”。波夫的論文和表演被有關(guān)刊物發(fā)表后，立刻引起了全球?qū)W術(shù)界的關(guān)注。而后，波波夫用電報(bào)機(jī)代替電鈴，當(dāng)做接受機(jī)的終端，無(wú)線(xiàn)電發(fā)報(bào)機(jī)問(wèn)世了。
這一切看似很順利，其實(shí)不然。當(dāng)時(shí)沙俄政府迂腐，看到波波夫的發(fā)明仍認(rèn)為是天方夜譚，并不給予支持，波波夫的研究曾一度陷入缺錢(qián)的困境中。在演示前夕，大家對(duì)波波夫的質(zhì)疑聲強(qiáng)烈，沙俄的保守派津津有味的坐等揭露波波夫的大騙局。然而，事實(shí)是無(wú)線(xiàn)電信號(hào)一發(fā)射，遠(yuǎn)處接收器上的電鈴就響了?？床灰?jiàn)摸不到的電磁波，打開(kāi)了新世界的大門(mén)。幾十年以后，為紀(jì)念波波夫，這一天被定為“無(wú)線(xiàn)電發(fā)明日”。
1896年3月24日，波波夫和助手雷布金在俄國(guó)物理化學(xué)協(xié)會(huì)的年會(huì)上，正式進(jìn)行了用無(wú)線(xiàn)電傳遞莫爾斯電報(bào)碼的表演，接收機(jī)裝設(shè)在物理學(xué)會(huì)會(huì)議大廳里、發(fā)射機(jī)放在附近森林學(xué)院的化學(xué)館里，距離為250米；雷布金發(fā)送信號(hào)、波波夫接收信號(hào)。而這次通信的內(nèi)容便是“海因里?！ず掌潯保鞘澜缟系谝环萦忻鞔_內(nèi)容的無(wú)線(xiàn)電報(bào)，它表示波波夫?qū)@位電磁波的發(fā)明者的崇敬。
同年，他對(duì)上述裝置又加以改進(jìn)，使無(wú)線(xiàn)電通信開(kāi)始投入使用。
1898年，波波夫同俄國(guó)海軍一起成功地實(shí)現(xiàn)了相距約10千米的艦船與海岸間的通信。1899年底，又把通信距離延長(zhǎng)到45千米。
很有諷刺意味的是，在1896～1900年這段時(shí)間，波波夫并沒(méi)得到沙俄的肯定。1990年，波波夫終于得到沙俄的最大肯定，這源于國(guó)外巴黎國(guó)際電氣展覽會(huì)授予他發(fā)明金獎(jiǎng)的榮譽(yù)。沙俄反應(yīng)似乎來(lái)的太晚了一些。
1901年，俄國(guó)陸軍開(kāi)始使用波波夫的無(wú)線(xiàn)電通信設(shè)備進(jìn)行通信。
1906年1月16日，因腦溢血突發(fā)，這位獨(dú)立從事無(wú)線(xiàn)電研究的先驅(qū)者、無(wú)線(xiàn)電通信的先行者波波夫逝世，享年47歲。他將自己的生命獻(xiàn)給了無(wú)線(xiàn)電事業(yè)。
這里需要注意的一點(diǎn)是，雖然波波夫發(fā)出了世界上第一封無(wú)線(xiàn)電報(bào)，但無(wú)線(xiàn)電報(bào)的創(chuàng)始人被認(rèn)為是馬可尼，而不是波波夫。因?yàn)轳R可尼在比波波夫稍早些的1895年春就進(jìn)行了傳送無(wú)線(xiàn)電報(bào)的實(shí)驗(yàn)。
馬可尼于1874年4月25日生于意大利北部的波倫亞。20歲時(shí)，馬可尼閱讀到赫茲有關(guān)電磁波實(shí)驗(yàn)的文章，激發(fā)起鉆研無(wú)線(xiàn)電通信的興趣。
第二年——1895年春，他通過(guò)閣樓上的發(fā)報(bào)機(jī)，用莫爾斯電碼發(fā)出“S”的信號(hào)，擺放在庭院中的收?qǐng)?bào)機(jī)成功地接收到了這個(gè)信號(hào)。同年6月，他成功地進(jìn)行了火花放電式莫爾斯電報(bào)的試驗(yàn)，通信距離為2．41千米。
1899年成功實(shí)現(xiàn)了無(wú)線(xiàn)電波跨越英吉利海峽的應(yīng)用。并且馬可尼是第一個(gè)將它投入到了商業(yè)應(yīng)用，在軍事通訊中也大放光彩。
波波夫和馬可尼可謂是一對(duì)與時(shí)間賽跑的電磁波對(duì)手。關(guān)于無(wú)線(xiàn)電是誰(shuí)發(fā)明的？這個(gè)問(wèn)題呢爭(zhēng)論了一個(gè)多世紀(jì)至今也沒(méi)有定論。赫茲、波波夫、馬可尼、無(wú)線(xiàn)電之父麥克思韋？或者無(wú)線(xiàn)電根本就不屬于誰(shuí)的發(fā)明，無(wú)線(xiàn)電就在那里，他只是需要被發(fā)現(xiàn)被應(yīng)用。
天線(xiàn)的發(fā)展
波波夫之后，天線(xiàn)得到了一系列發(fā)展，推動(dòng)天線(xiàn)發(fā)展的是這些人：
戴柏，根據(jù)蹺蹺板平衡原理創(chuàng)造的。將一條導(dǎo)線(xiàn)連接在發(fā)射機(jī)的外殼，另一條導(dǎo)線(xiàn)則連接到發(fā)射機(jī)的輸出端，并把兩根導(dǎo)線(xiàn)對(duì)稱(chēng)擺開(kāi)就成為了雙偶極天線(xiàn)；
溫頓，根據(jù)不同重量物體在蹺蹺板上可通過(guò)調(diào)整支點(diǎn)達(dá)到平衡的原理，于1923年發(fā)明了溫頓天線(xiàn)；
八木秀次與宇田太郞兩人于20世紀(jì)20年代發(fā)明了八木天線(xiàn)，若干年后的科學(xué)實(shí)踐證明，有了“八木天線(xiàn)”這項(xiàng)重大發(fā)明，才有可能開(kāi)發(fā)出高性能的雷達(dá)。
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