爲什麼微波能進行遠距離通信
微波屬於電磁波,微波頻段的帶寬極寬,一套微波通信設備可以讓幾千個話路同時工作。此外,微波波束很窄,方向性很強,使用較低的功率就可將信號傳得很遠,可以減弱通信中互相干擾的現象。由於微波通信的這些優點,就被人們用來進行遠距離通信。
說到微波通信,大家也許說不清是怎麼回事,可要說到雷達、衛星轉播電視節目,大家一定不會陌生。實際上,雷達和通信衛星都是利用微波來發現目標、進行遠距離通信的。
那麼,爲什麼讓微波擔當遠距離通信的重任呢?實際上,微波屬於電磁波,它和長波、中波、短波都是電磁波家族的成員。科學家發現,微波頻段的帶寬極寬,它是全部長波、中波和短波頻段總和的1000倍。一般短波通信設備,只能容納幾個話路同時通信,而一套微波通信設備可以讓幾千個話路同時工作。由於電視圖像信號佔用很寬的頻帶,因此,傳輸電視信號非它莫屬。此外,微波波束很窄,方向性很強,使用較低的功率就可將信號傳得很遠,而且,方向性強的好處還在於可以減弱通信中互相干擾的現象。由於微波通信具有頻帶寬、攜帶資訊量大、受外界干擾小、建站快、投資較少等優點,人們早就想以微波作爲通信的傳輸手段。
但是,微波波長很短,只有1毫米至1米。在傳輸信號的長途旅行中,它既不像長波那樣,遇到障礙物時可以邁開“長腿”,翻山越嶺;也不像短波那樣,可以利用空中的電離層來回反射電磁波,實現遠距離通信。微波具有近似光波的特性,像光線一樣,傳輸路線是徑直向前的,而且,它的反跳能力極強,一遇到阻擋物,就被反射回來。因此,微波只能在空中傳播。大家知道,地球是圓形的,而微波只能視距傳播,不能順着地球的圓弧傳播。也就是說,微波的傳輸距離只能限制在可以互相看得見的兩點這樣一個範圍內。即使將發射天線架設在40米高的山上,微波也被地球的“大肚子”所阻擋,傳輸距離只有50多千米。
有沒有辦法讓微波跑得更遠呢?
科學家們想到了“接力賽跑”的辦法。參加過運動會的同學都很熟悉接力賽跑吧。在競爭激烈的接力賽跑中,小小接力棒在運動員手中傳遞着,每個人以最快的速度,跑完各自的路程,接力棒被用最快的速度傳到終點。爲了將信號傳送到遠方,微波通信也採用了接力賽跑的方式。人們每隔四五十千米,就建立一個微波中繼站;一連串的“微波中繼站”,就像古代的烽火臺一樣,每個中繼站都有高聳的天線,把上一個中繼站的信號接收下來,加以放大,再傳送給下一個中繼站。就這樣,一站接一站地傳送下去,實現了遠距離的通信。
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