Непрерывная волна

Непрерывная волна или непрерывная форма волны ( CW ) — это электромагнитная волна постоянной амплитуды и частоты , обычно синусоидальная волна , которая для математического анализа считается бесконечной продолжительностью. ^[1] Это может относиться, например, к лазеру или ускорителю частиц , имеющему непрерывный выходной сигнал, в отличие от импульсного выходного сигнала.

смысле термин « непрерывная волна» также относится к раннему методу радиопередачи В более широком , в котором синусоидальная несущая волна включается и выключается. Точнее это называется прерывистой непрерывной волной ( ICW ). ^[2] Информация передается в периоды включения и выключения сигнала различной продолжительности, например, с помощью азбуки Морзе в раннем радио. В ранней беспроводной телеграфии радиопередаче волны CW также были известны как «незатухающие волны», чтобы отличить этот метод от сигналов затухающих волн, генерируемых более ранними передатчиками типа искрового разрядника .

Радио

Передачи перед CW

В самых ранних радиопередатчиках использовался искровой разрядник для создания радиочастотных колебаний в передающей антенне. Сигналы, создаваемые этими искровыми передатчиками, состояли из цепочек коротких импульсов синусоидальных радиочастотных колебаний, которые быстро затухали до нуля, и назывались затухающими волнами . Недостатком затухающих волн было то, что их энергия распространялась в чрезвычайно широкой полосе частот ; у них была широкая полоса пропускания . В результате они создавали электромагнитные помехи ( RFI ), которые распространялись на передачи станций на других частотах.

Это мотивировало усилия по созданию радиочастотных колебаний, которые затухали бы медленнее; было меньше демпфирования. Существует обратная зависимость между скоростью затухания ( постоянной времени ) затухающей волны и ее шириной полосы; чем дольше затухающие волны затухают до нуля, тем уже полосу частот занимает радиосигнал и тем меньше он мешает другим передачам. По мере того, как все больше передатчиков начали заполнять радиоспектр, уменьшая частотный интервал между передачами, правительственные постановления начали ограничивать максимальное затухание или «уменьшение», которое мог иметь радиопередатчик. Производители выпустили искровые передатчики, генерирующие длинные «звенящие» волны с минимальным затуханием.

Переход на CW

Было понятно, что идеальной радиоволной для радиотелеграфной связи будет синусоидальная волна с нулевым затуханием, непрерывная волна . Непрерывная непрерывная синусоидальная волна теоретически не имеет полосы пропускания; вся его энергия сосредоточена на одной частоте, поэтому она не мешает передаче на других частотах. Непрерывные волны не могли быть созданы с помощью электрической искры, но были достигнуты с помощью на вакуумной лампе электронного генератора , изобретенного примерно в 1913 году Эдвином Армстронгом и Александром Мейсснером . После Первой мировой войны стали широко доступны передатчики, способные генерировать непрерывные волны, генератор переменного тока Александерсона и ламповые генераторы .

Искровые передатчики затухающих волн были заменены передатчиками на электронных лампах непрерывного действия примерно в 1920 году, а передача затухающих волн была окончательно объявлена вне закона в 1934 году.

Щелчки клавиш

Для передачи информации непрерывную волну необходимо выключать и включать с помощью телеграфного ключа , чтобы генерировать импульсы различной длины, «точки» и «тире», которые обозначают текстовые сообщения азбукой Морзе , поэтому радиотелеграфия «непрерывной волны» Сигнал состоит из импульсов синусоид с постоянной амплитудой, перемежающихся промежутками отсутствия сигнала.

При двухпозиционной манипуляции несущей, если несущая волна внезапно включается или выключается, теория связи может показать, что полоса пропускания будет большой; если несущая включается и выключается более постепенно, полоса пропускания будет меньше. Полоса пропускания двухпозиционного манипулируемого сигнала связана со скоростью передачи данных следующим образом: $B_{n}=BK$ где $B_{n}$ — необходимая полоса пропускания в герцах, $B$ - скорость манипуляции изменениями сигнала в секунду ( передачи данных скорость ),и $K$ – константа, связанная с ожидаемыми условиями распространения радиоволн; K=1 трудно декодировать человеческому уху, K=3 или K=5 используются, когда замирание или многолучевое распространение . ожидается ^[3]

Ложный шум, излучаемый передатчиком , который резко включает и выключает несущую, называется щелчками клавиш . Шум возникает в той части полосы пропускания сигнала, которая находится выше и ниже несущей, чем это требуется для нормального, менее резкого переключения. Решение проблемы для CW состоит в том, чтобы сделать переход между включением и выключением более постепенным, сделав края импульсов мягкими , более закругленными, или использовать другие методы модуляции (например, фазовую модуляцию ). Определенные типы усилителей мощности, используемые в трансмиссии, могут усугубить эффект щелчков клавиш.

Сохранение радиотелеграфии

Ранние радиопередатчики не могли быть модулированы для передачи речи, поэтому единственной доступной формой связи была CW-радиотелеграфия. CW по-прежнему остается жизнеспособной формой радиосвязи спустя много лет после совершенствования передачи голоса, поскольку можно использовать простые и надежные передатчики, а также потому, что его сигналы представляют собой простейшую из форм модуляции, способную преодолевать помехи. Низкая 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 называлось радиотелеграфией, потому что, как и телеграф , оно работало посредством простого переключателя для передачи кода Морзе . Однако вместо управления электричеством в перекрестном проводе переключатель контролировал мощность, передаваемую на радиопередатчик . Этот режим до сих пор широко используется радиолюбителями из-за его узкой полосы пропускания и высокого отношения сигнал/шум по сравнению с другими способами связи.

В военной связи и любительском радио термины «CW» и «код Морзе» часто используются как синонимы, несмотря на различия между ними. Помимо радиосигналов, код Морзе может передаваться, с использованием постоянного тока например, в проводах, звуке или свете. Для радиосигналов несущая включается и выключается, чтобы представить точки и тире элементов кода. Амплитуда и частота несущей остаются постоянными в течение каждого элемента кода. В приемнике принятый сигнал смешивается с гетеродинным сигналом от BFO ( генератора частоты биений ) для преобразования радиочастотных импульсов в звук. Почти весь коммерческий трафик в настоящее время прекратил работу с использованием Морзе, но он все еще используется радиолюбителями. Ненаправленные маяки (NDB) и всенаправленный радиодиапазон ОВЧ (VOR), используемые в аэронавигации, используют азбуку Морзе для передачи своего идентификатора.

Радар

Код Морзе практически исчез за пределами любительской службы, поэтому в нелюбительском контексте термин CW обычно относится к радиолокационной системе непрерывного действия , а не к системе, передающей короткие импульсы. Некоторые моностатические (с одной антенной) радары CW передают и принимают одну частоту (без качания частоты), часто используя передаваемый сигнал в качестве гетеродина для возврата; примеры включают полицейские радары скорости, микроволновые детекторы движения и автоматические устройства открывания дверей. Этот тип радара эффективно «ослепляется» собственным сигналом, передаваемым на неподвижные цели; они должны двигаться к радару или от него достаточно быстро, чтобы создать доплеровский сдвиг, достаточный, чтобы позволить радару изолировать частоты исходящего и обратного сигналов. Этот тип радара непрерывного действия может измерять дальность , но не дальность (расстояние).

Другие радары CW линейно или псевдослучайно «чирикают» ( частотно модулируют ) свои передатчики достаточно быстро, чтобы избежать самоинтерференции с отражениями от объектов за пределами некоторого минимального расстояния; этот тип радара может обнаруживать и определять дальность статических целей. Этот подход обычно используется в радиолокационных высотомерах , в метеорологии , а также в исследованиях океана и атмосферы. лунного Посадочный радар сочетал модуля «Аполлон» в себе оба типа радаров CW.

CW В бистатических радарах используются физически отдельные передающая и приемная антенны, чтобы уменьшить проблемы самопомех, присущие моностатическим радарам CW.

Лазерная физика

В лазерной физике и технике «непрерывная волна» или «CW» относится к лазеру , который производит непрерывный выходной луч, иногда называемый «автономным», в отличие от лазера с модуляцией добротности , с переключением усиления или с синхронизацией моделей . который имеет импульсный выходной луч.

непрерывного действия Полупроводниковый лазер был изобретен японским физиком Изуо Хаяси в 1970 году. ^{[ нужна ссылка ]} Это привело непосредственно к источникам света в волоконно-оптической связи , лазерным принтерам , считывателям штрих-кодов и приводам оптических дисков , коммерциализированным японскими предпринимателями. ^[4] и открыл область оптической связи , играя важную роль в будущих сетях связи . ^[5] Оптическая связь, в свою очередь, обеспечила аппаратную основу для интернет- технологий, заложив основы цифровой революции и информационной эпохи . ^[6]

См. также

Ссылки

^ «Непрерывная волна» . Бесплатный словарь . Фарлекс. Архивировано из оригинала 22 сентября 2021 г. Проверено 10 апреля 2023 г.
^ «Прерванная непрерывная волна» . Бесплатный словарь . Фарлекс. Архивировано из оригинала 10 апреля 2023 г. Проверено 10 апреля 2023 г.
^ LD Вольфганг, CL Хатчинсон (редактор) Справочник ARRL для радиолюбителей, шестьдесят восьмое издание , ( ARRL , 1991) ISBN 0-87259-168-9 , страницы 9–8, 9–9.
^ Джонстон, Боб (2000). Мы горели: японские предприниматели и наступление электронной эпохи . Нью-Йорк: BasicBooks. п. 252. ИСБН 9780465091188 .
^ С. Миллман (1983), История техники и науки в системе Bell , страница 10. Архивировано 26 октября 2017 г. в Wayback Machine , AT&T Bell Laboratories.
^ Третья промышленная революция произошла в Сендае , Международное патентное ведомство Со-ВЕХЕ, Ассоциация патентных поверенных Японии.

Описанная полоса пропускания CW

[1] «Непрерывная волна» . Бесплатный словарь . Фарлекс. Архивировано из оригинала 22 сентября 2021 г. Проверено 10 апреля 2023 г.

[2] «Прерванная непрерывная волна» . Бесплатный словарь . Фарлекс. Архивировано из оригинала 10 апреля 2023 г. Проверено 10 апреля 2023 г.

[3] LD Вольфганг, CL Хатчинсон (редактор) Справочник ARRL для радиолюбителей, шестьдесят восьмое издание , ( ARRL , 1991) ISBN 0-87259-168-9 , страницы 9–8, 9–9.

[burning-4] Джонстон, Боб (2000). Мы горели: японские предприниматели и наступление электронной эпохи . Нью-Йорк: BasicBooks. п. 252. ИСБН 9780465091188 .

[5] С. Миллман (1983), История техники и науки в системе Bell , страница 10. Архивировано 26 октября 2017 г. в Wayback Machine , AT&T Bell Laboratories.

[soh-6] Третья промышленная революция произошла в Сендае , Международное патентное ведомство Со-ВЕХЕ, Ассоциация патентных поверенных Японии.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

v т и Международный код Морзе
Transmission methods	Electrical telegraph On–off keying Continuous wave Modulated continuous wave Heliograph Signal lamp
Notable signals	SOS CQD Morse code mnemonics Prosigns for Morse code Morse code abbreviations Q code Z code
Other writing systems in Morse code	American Morse code Greek alphabet Cyrillic script Russian Hebrew script Arabic script Wabun code Chinese telegraph code Korean code

v т и Лазеры
List of laser articles List of laser types List of laser applications Laser acronyms
Types of lasers	Chemical laser Dye laser Bubble Liquid-crystal Gas laser Carbon dioxide Excimer Helium–neon Ion Nitrogen Free-electron laser Laser diode Solid-state laser Er:YAG Nd:YAG Raman Ruby Ti-sapphire X-ray laser
Laser physics	Active laser medium Amplified spontaneous emission Continuous wave Laser ablation Laser linewidth Lasing threshold Population inversion Ultrashort pulse
Laser optics	Beam expander Beam homogenizer Chirped pulse amplification Gain-switching Gaussian beam Injection seeder Laser beam profiler M squared Mode locking Multiple-prism grating laser oscillator Optical amplifier Optical cavity Optical isolator Output coupler Q-switching
Category