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1、无线电电子学的发展简史无线电电子学的发展简史无线电电子学是在早期电磁学和电工学基础上发展起来的，它是利用电磁波作为信息载体加以传播的一门科学技术。（1）准备条件早在 1865 年，麦克斯韦（Maxwell，J.C.18311879）从电磁理论研究中就预言电磁波能以波的形式向外传播，其速度与光速相同。1887 年德国物理学家赫兹（Hertz，H.R.18571894）以著名的电火花放电实验证明了麦克斯韦的预言。他们的科学成果，为无线电通讯技术的兴起作了理论上和实验上的准备。与此同时，爱迪生在研究如何延长碳丝白炽灯的寿命时，意外地发现了在灯丝与加有正电压的电极间有电流通过，而电极为负压时则无电流，
2、这种热电子发射效应当时称作爱迪生效应。这一效应为后来电子管的发明准备了条件，在此以前，美国莫尔斯（S.Morse，17911872）在1837、1838 年发明电磁式电报机和点划组合的莫尔斯电码，1844 年建成了从华盛顿到巴尔的摩的电报线路；贝尔（A.G.Bell，18471922）1876 年试验电话通话成功，1878 年发展为波士顿与纽约间的长途通话（300 千米） 。所有这些，都为无线电电子学的发展与广泛应用准备了充分条件。（2）马可尼与波波夫1890 年法国物理学家布兰利（E.Bran-ley，18441940）改进了赫兹的电波接收装置，能在 140 米以外探测到赫兹电波。英国物理学
3、家洛奇（O.J.Lodge，18511940）发明粉末检波器，改进电路，在800 米外成功地接收到用莫尔斯电码发送的信号。最有影响的要属意大利人马可尼（G.Marconi，18741937）的工作。1895 年，他在大量成功的无线电发送接收实验中发明了天地线装置，改进了发射机与接收机，利用当时仅有的金属检波器，有效地把无线电传播距离增加到 2.8 千米。1896 年，电波已能飞越英吉利海峡（45 英里） ，1901 年又首次完成了横渡大西洋（3200 千米）的试验，由此诞生了无线电报。1899 年，德国人布劳恩（C.F.Braun，18501918）还研制出一套能够调谐的接收系统，既能排除干扰
4、，又大大提高了灵敏度，从根本上改进了马可尼的无线电系统。为此，马可尼和布劳恩共同获得 1909 年诺贝尔物理学奖金。与此同时，俄国物理学家波波夫（A.C.oo，18591906）也对无线电通讯作出重要贡献，1895 年他发表了论文，并公开表演了他制作的“雷电指示器” ，实际上就是一台无线电接收机，1896 年又成功地表演了无线电电报，传播距离 250 米，传送的第一个电文就是“赫兹” 。他长期致力于航海的无线电通讯，并在救援阿非利加号军舰触礁事件中发挥了实际效用，到 1900 年通信距离已达 45 千米。（3）三极管的诞生与电子技术的突破早期的无线电通讯，由于缺乏相应的电子元件，只能限于短距离
5、的符号通讯，发展受到限制。1904 年英国工程师弗莱明（J.A.Fleming，18491945）利用热电子发射效应，发明了热电子真空二极管，可用来检测无线电信号，有灵敏的检波整流作用。1906 年美国德福雷斯特（L.deForest，18731961）制成真空三极管，具有放大与控制作用，并可用于发生高频振荡信号，从而代替了电火花发生器和高频交流发电机，成为无线电技术中最基本、最关键的电真空器伴。并为无线电技术由长波向短波发展提供了条件。1906 年圣诞节前夕，美国费森登（R.A.Fessenden，18661932）利用 50 千赫发电机作发射机，用微音器直接串入天线实现调制，首次完成用无线
6、电波从波士顿传送语言和音乐的实验，使大西洋航船上的报务员能够听到，创立了现代意义的无线电广播。三极管的运用，大大促进了无线电波的发射和接收。第一次世界大战推动了通讯技术。1913 年美国电工学家阿姆斯特朗（E.H.Armstrong，18901954）设计出再生式放大线路，1919 年又设计出超外差式接收机。同时，哈特莱（R.V.L.Hartley）等先后改进了振荡电路，无线电广播与收音机迅速发展。1919 年，第一个定时广播电台在英国建成。1920 年，美国匹茨堡建成了第一座商业电台（KDKA） ，第一天播音时把当天总统竞选结果立即告知人们，获得巨大成功。1926 年美国组成世界上第一个全国
7、广播网。在此期间，加拿大、澳大利亚、丹麦、苏、法、英、德、意、日以及墨西哥也都相继建立了无线电台，到 1930 年已经形成全球性的无线电广播系统。（4）开发短波区段早期无线电通讯使用的都是长波，这一方面限于发射设备的频率不太高，另一方面只知道电磁波传播中波的波长越长衰减越小。实际上沿地球表面传播的长波，受天线限制，无法再增大传播距离。而随着电子技术的发展，低频区段已感拥挤不堪，广播和军事的需要，都要求开发短波区段。早在 1900 年，已经有人偶而收到过直视距离之外的短波信号，英国的亥维赛（O.Heaviside，18501925）和美国的肯涅利（A.E.Kennelly，18611939）认为
8、波长几十米的短波可被高空的电离层反射回来，经多次反射，即可增大传播距离。这一观点到 1924 年被英国物理学家阿普顿（E.V.Appleton，18921965）的实验证实和补充。而三极管的产生，又提供了技术条件，于是无线电广播和通讯得以迅速向短波区域发展起来。美国早在第一次世界大战就开始研究军用短波通讯技术，到 1918 年已研制成功波长为 70 米150 米的发射接收设备。继之，出现了一代新的电子器件：1921 年美国的赫耳（A.W.Hull，18801966）制成大功率微波器件磁控管，可产生几米波长的超短波。1923 年拉文德（H.J.Raund）发明了比三极管更适用于高频的五极管。19
9、33 年阿姆斯特朗发明了调频技术，1939 年发明了适用于超短波放大和振荡的速调管。美国从 1929 年开始采用超短波通讯。到 30 年代以后无线电通讯已进入 10 来以内波长的超短波波段。（5）电视与雷达当实现了用无线电波传播听觉信号以后，人们又试图用来传播视觉信号，这就需要更高的频率，中短波广播一般为 500 千赫，而一般电视频率要几十至几百兆赫，而雷达定位、自动跟踪要求波长更短。光电管、阴极射线管和无线电短波通讯等发明为电视、雷达技术准备了条件。早在 19 世纪中叶英人巴伊恩（A.Bain，18181903）就发明了一种通过有线电信传递静止图象的机械装置，1913 年考恩（A.Korn，
10、18701938）第一次用无线电通讯从柏林向巴黎传递了画面，但还只是无线电传真的静止图像。1923 年兹沃雷金（V.K.Zworykin，18891982）取得电子显像管专利，到 1933 年又研制成功光电摄像管，至此完成了电视摄像与显像的完全电子化过程，现代电视系统基本成型。至 1939 年 4 月美国无线电公司的全电子电视首先播映，获得巨大成功。第二次世界大战暂时阻碍了电视的发展，但是超短波、微波技术特别是雷达技术的发展，也推动了电视技术，所以第二次世界大战结束后，电视就进入了大规模实用与普及阶段。广播电视成为有力的宣传教育工具，它使人类文明广泛传播，知识迅速普及，其意义相当于历史上印刷术
11、的发明。随着电磁波波长越来越短，方向性越好，遇到障碍物后的反射性越强。利用这一性质，通过短电磁波的发射与反射，可以测定障碍物的方位与距离。无线电探察与测距（Radiodetection and Ranging）装置，英文缩写为 Radar，简称雷达就是根据这一性质制作的。1935 年英国沃森-瓦特（R.A.Watson-watt，18921973）研制成功 1.5 厘米波的飞机探测雷达CH 系统，探测距离达 80 千米；于 1938 年建成英国东海岸的防空警戒雷达网，有效距离 200 千米，这一雷达网在 1940 年击败纳粹德国空袭中起了重要作用。接着，美国于 19381939 年先后制成火炮控制雷达、SCR-270 防空雷达，SCR-268 跟踪控制两用雷达，后者可以自动指挥高射炮射击。1941 年，第一部微波雷达研制成功。它们在太平洋对日作战中发挥了很大威力。早期雷达技术尚不成熟，主要是频率低、功率小、精度差。随着电子技术不断改进，例如大功率高频磁控管的发明，天线、微波技术的发展，雷达的作用距离不断增大，鉴别率、分辨率不断提高等等，雷达不仅应用于军事，也广泛应用于国民经济、科学研究和其他一些领域。
