连载|业余无线电史话(七):20世纪30年代的大萧条
20世纪30年代:大萧条
1929年美国和加拿大股市崩盘后,几乎每个家庭的收入都减少了一半以上,数百万人失去了工作。
到1932年,失业人数激增:美国四分之一的劳动力失去了工作,许多人无家可归。赫伯特·胡佛总统试图应对危机,但未能改善局面。
1932年,富兰克林·德拉诺·罗斯福当选美国总统,承诺为美国人民实施“新政”。国会成立了公共工程管理局(WPA),为数千人提供了工作救济。但直到1941年美国在珍珠港遭空袭后加入第二次世界大战,大萧条才宣告结束。
与此同时,大萧条跨越了大西洋,于1932年冲击了欧洲,同样导致数百万人失业。
持续的进步
尽管处于大萧条时期,世界仍在不断孕育新想法、创造新事物。20世纪30年代,科学技术的进步从未停止。1933-1934年芝加哥举办了第二届世界博览会,1937年巴黎举办了国际博览会。
此时,所有的接收机和发射机都配备了真空管,许多还采用了超外差电路,火花隙装置已成为历史纪念品,只能陈列在架子上或博物馆里,让人回忆起那段辉煌的过去。
多亏普林斯顿大学的尤金·维格纳及其团队,量子理论与半导体结合,为贝尔实验室二十年后研发出首批晶体管奠定了基础,但当时这仍是一项工业机密。
公众还见证了尼龙和电子显微镜的发现。美国始终走在其他国家前列,1931年建成了帝国大厦,1933年开设了第一家汽车影院,观众在中场休息时还能阅读新出版的《新闻周刊》。
首个电视广告
1928年7月2日,一种新媒介诞生了。联邦无线电委员会向查尔斯·弗朗西斯·詹金斯颁发了首个电视许可证W3XK。詹金斯是一位多产的发明家,拥有400多项专利,其中75项与电视相关,还有许多其他发明,如汽车自动启动器、无线电导航、纸质牛奶盒技术、可逆螺旋桨、延时摄影和前置汽车发动机等……
电视的发明可追溯到1876年,当时美国人乔治·凯里开始构思完整的电视系统。1877年,他绘制了被其称为“硒相机”的图纸,称该设备能让人们“通过电来观察”。
许多发明家都对这项技术进行了实验,直到1925年詹金斯向当局和媒体展示了他所谓的“无线电视觉”。他的发明从“科学的梦幻”变成了“既成的事实”。
1929年1月15日,业余爱好者已有机会见识这种新媒介。例如,英国人E.V.R.马丁(呼号2TL)在德比机械学院用自制的发射机和接收机展示了电视技术。
1930年,詹金斯播出了首个电视广告,与此同时,英国广播公司(BBC)开始了常规电视转播。
起初,由于带宽仅10千赫,美国电视台只能播出原始的轮廓图像,但很快其载波频率被允许调整到4.95兆赫,带宽达100千赫,功率5千瓦。
未来看起来无比美妙:我们不仅能在家收听广播,还能像看电影一样看到图像!
首个WAC奖项
1926年4月出版的《QST》杂志中,业余爱好者得知了“WAC俱乐部”的存在,WAC代表“联络所有大洲”(Worked All Continents)。
鉴于业余爱好者对竞赛和奖项的兴趣,1930年美国无线电中继联盟(ARRL)颁发了WAC奖项。该奖项获取门槛较低,所有加入国家业余无线电协会的业余爱好者,只要证明与世界六大洲的业余电台取得过联络,即可获得该奖项。该奖项曾一度由国际业余无线电联盟(IARU)颁发。如今,与美国情况类似,IARU总部与ARRL总部设在同一地点,相关证书可向ARRL或其官方海外审核点申请。
电视干扰(TVI)与英国首批许可证
在欧洲,简易电视接收机也流行起来。作为佐证,英国广播公司(BBC)报告称,他们收到了约7023起由振荡检波器引起的干扰投诉!当地爱好者开始对测向产生兴趣,这可能是由于辐射振荡器的匮乏。
1934年,英国首次颁发业余无线电许可证。成立于1926年的英国无线电协会(RSGB)一直致力于维护5.5万名英国持证业余无线电爱好者的利益。自那时起,其内部章程规定,RSGB的核心使命是推动无线电通信科学与实践及相关学科的全面发展,促进会员之间就这些学科进行信息和思想交流,并在保障各方利益的前提下,争取最大的行动自由。
华莱士的全景适配器:首个频谱分析仪
全景接收技术由法国工程师兼业余无线电爱好者马塞尔·华莱士(呼号F3HM)于1932年发明。全景适配器是首个频谱分析仪,可直观显示无线电频谱选定部分的信号,使射频信号可视化并能按模式识别。其工作原理类似现代频谱分析仪或用于PSK31通信的DigiPan软件。这一设备帮助无线电操作员在频段内众多调幅(AM)和等幅电报(CW)发射机的干扰中直观找到可用信道。
这项技术直到1936年才真正得到认可,当时《QST》杂志称“阴极射线管”(示波器)是接收机的绝佳调谐指示器。首篇关于全景适配器的文章发表于1942年,但很少有业余爱好者读到。在这篇文章中,哈利克拉夫特公司宣布将推出首款全景接收机,“届时短波设备将再次面向民用”。最终,名为“天行者”SP-44的全景适配器于1946年底上市。此后,《QST》和《无线电新闻》立即报道了全景接收技术在战争期间的重要作用——通过可视化监控盟军和敌军用于协调行动的频率。
当时,SP-44全景适配器售价99.75美元(相当于2004年的900多美元),可在中频455千赫附近、200千赫带宽内工作。
20世纪60年代,竞争对手开始推出各自版本的全景适配器:1962年的Radiophone 44型频段扫描仪,1964年的希思kit HO-12频谱监测仪,随后是Squires-Saunders SS-1V视频频段扫描仪。
这一技术诞生70多年后,不再有电子公司为业余活动生产此类设备。最新的产品制造于20世纪70至80年代,现已停产,包括著名的建伍(Kenwood)SM-220监测示波器、舍伍德通信(Sherwood Communications)SCA-7000信号监测仪和八重洲(Yaesu)YO-901多用途示波器。
艾可慕(Icom)IC-756 Pro II内置频段显示器。
如今,业余爱好者采用了更通用的解决方案,如软件接口。最后,一些聪明的制造商,如艾可慕、Tec-Tec或八重洲/威泰克斯,在其最新型的高频收发信机中内置了频段显示器。
单边带(SSB)的诞生
1933年9-10月,洛杉矶小型杂志《R/9》刊登了罗伯特·M·摩尔(呼号W6DEI)撰写的三篇系列文章,题为《业余无线电话的单边带传输》。文章介绍了一项实验,该实验不再使用调幅(AM)模式通信,而是采用“单边带抑制载波”(SSSC)模式。这篇文章并未引起太多关注,尽管业余爱好者很清楚抑制载波的好处,但这一概念尚未与能够支持该模式的接收机或发射机结合。
事实上,使用调幅模式时,所有业余爱好者都经历过该模式因占用大量频率而导致的干扰问题。业余频段变得一团糟,必须迈出新的技术步伐。然而,后来被称为单边带(SSB)的技术不得不等到1947年才迎来更有利的发展环境。
首届国际野外通信日
1933年6月,《QST》杂志宣布首届国际野外通信日活动启动。活动从第二个星期六的当地时间下午4点开始,持续27小时(当时还没有夏令时!)。活动发起者F.E.汉迪(呼号W1BDI)在宣布活动时表示:“本次竞赛的真正目的是测试‘便携式设备’的性能,无论其使用地点为何。如果成功,我们希望将其定为年度活动。”英国无线电协会(RSGB)、荷兰业余无线电协会(NVIR)和比利时皇家无线电协会(RB)在欧洲也发起了类似的全国性野外通信日活动。活动评分规则为:与固定电台的每一次联络得1分,与其他便携式电台的联络得2分,与远距离电台(DX)的联络得3分。将联络得分乘以美国无线电中继联盟(ARRL)分区总数与联络国家数之和即为总分。本次竞赛的冠军是一个非俱乐部团体,呼号为W4PAW,其成员完成了62次联络。
1934年第二届野外通信日取消了分区和国家数的乘数,强调联络电台的总数,此时尚不允许多频段联络。远距离联络虽然仍被允许,但不再有加分优势。评分系统开始接近我们现在所知的野外通信日规则,每次联络根据输出功率分别给予3分、2分或1分的乘数。但在20世纪30年代,功率分界点设定为20瓦和60瓦!
1937年,“野外通信日信息”环节诞生。该环节可获得10分(乘数前),奖励条件是向联盟总部发送一条格式正确的信息,说明操作员人数、地点、“通信条件”和功率。
首次出现联络总数达到204次的成绩,平均每小时7.5次联络,令人惊叹。如今,抄收ARRL的W1AW信息可获得100分。
1940年,现代规则出台,包括多频段联络、野外通信日信息得25分,以及所有设备需在500英尺半径范围内布置,这为多发射机团队提供了些许操作空间。50年间,规则修改不少于12次,主要涉及信息得分或与等幅电报(CW)和单边带(SSB)联络相关的得分!
最后需要注意的是,1941年引入了仅限甚高频(VHF)的类别,1949年首个移动野外通信日诞生。1975年,为避免单边带(SSB)占据主导地位,引入了等幅电报(CW)联络得分双倍的规则。1976年,业余爱好者庆祝美国建国200周年时,W1VV/1团队完成了10,010次联络!其在活动开始后的前15分钟内就打破了1933年的联络记录!
如今,大多数国际业余无线电联盟(IARU)国家协会都组织自己的野外通信日活动,通常所有类别的业余爱好者均可参加。一些参赛者使用5瓦或10瓦输出的低功率设备(QRP),另一些则仅在甚高频(VHF)频段通信、通过卫星通信,或使用电池甚至自然能源(例如,若有体力充沛的业余无线电爱好者,可通过自行车发电,哈哈!)。在所有类别中,野外通信日始终是深受新手和资深业余爱好者喜爱的活动。对于在树荫下野外操作的参赛者来说,这始终是一段自由和快乐的时光。甚至短波收听者(SWL)也很高兴,因为他们可以在一个周末轻松收听到一百多个国家的信号。
首条实验性同轴电缆
战后,安费诺公司(Amphenol)在1945年12月的《QST》杂志上首次刊登了同轴电缆广告。
1931年12月8日,美国电话电报公司(AT&T)的劳埃德·埃斯彭希德和H.A.阿费尔因其“同心传导系统”(即同轴电缆,由奥利弗·海维赛德于1880年发明)获得美国第一项专利(专利号1,835,031)。
他们的项目并非用于业余传输,而是为首批电视信号设计,这些信号需要足够宽的线路带宽来传输与电视图像兼容的频率范围。埃斯彭希德和阿费尔的发明是将中心导体置于空心管内,并通过沿管长等距分布的垫圈固定其位置,低损耗介质为空气。
1936年,全球仅使用200台电视机,有些通过倾斜镜子将阴极图像反射给观众,或直接使用平面或垂直屏幕。起初,电话(语音)和电视信号(模拟信号)通过双绞线(电缆或明线)传输,但很快人们发现,语音信道数量可以提升。同年,在电力和电子领域多有开拓的AT&T,在纽约和费城之间铺设了首条实验性同轴电缆。
1938年,《英国海军部无线电报手册》(R37-38节)提及同轴电缆:“这种电缆似乎可能得到越来越多的应用,可非常方便地用作将高频天线系统与接收机连接的传输线。”正是在这个时期,同轴电缆获得了其RG/U(无线电指南通用)编号。
同轴电缆之所以被称为“同轴”,是因为它包含一根传输信号的物理导线或通道,在一层由固体或空气间隔电介质构成的绝缘层之后,被另一层同心物理编织层围绕,两者沿同一轴线延伸。外部编织层用作接地,外层由铝片或厚度不一的橡胶护套保护。
同轴电缆至今仍被业余爱好者或现场专业人员使用。同轴电缆的价格是普通电线的2-3倍(一卷100米的RG-58约60欧元),但更耐用,且能提供一定的射频干扰(RFI)防护。
首批常规同轴电缆安装于1941年,使用RG-58/U电缆连接明尼阿波利斯和威斯康星州史蒂文斯角。当时,原始的“L1”同轴电缆系统在一根电缆护套内包含4对或4个同轴管通道,包括备用保护通道。每个通道可承载600条语音电路,线路总容量达2400条通信线路。
实际上,L1同轴电缆可承载480路电话通话或1路电视节目。三十年后,新型同轴电缆可承载超过132,000路通话!
尽管RG-58、RG-213或L1等同轴电缆仍偶尔用于传输电视、电话和数据信号,但包括互联网线路在内的公共基础设施和大多数企业如今已用性能更强的光纤取代了这些低速线路。仅从计算机、电视或收发信机到控制器(交换机或路由器)、解码器或天线的极短一段线路仍使用铜线。但即使在这些配置中,有时也可用Wi-Fi或光纤连接取代铜线。
世界大战
1938年,美国东海岸许多人通过哥伦比亚广播公司(CBS)电台收听到“世界大战”爆发的消息。记者奥森·威尔斯称:“我们的文明将再次被从火星降临的类动物生物摧毁……”这场戏剧令全国陷入恐慌,以至于联邦通信委员会(FCC)不得不“调查这一惊人逼真广播的电子录音光盘”,1938年11月1日的《特伦顿晚报》如是说。
事实上,观众当时还不习惯这种新媒介,了解新技术的人也很少,因此恐慌席卷了纽约和新泽西……这已然是这位戏剧之王的神来之笔,也为CBS和所有电台带来了巨大的宣传效应。如今,人们见识了媒体的力量!
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