传输放大器II:地面广播
如果特斯拉的全球系统充分实现,将是一个多频无线交互系统,为电话、电报等全球服务。排他性的私人通信将使用多种技术确保。巨大的发射机将携带全球时间、导航信标及传真功能。这是在1902年。正如我们所看到的,特斯拉在无线通信领域的巨大贡献远远没有被认识。
图1沃登克里弗塔
沃登克里弗塔采用坚固的木结构设计,设计师是Stanford White,高187英尺。顶端有一个蘑菇状的直径68英尺的终端。一个独立建造的砖房坐落于塔的底部用来放置发电机和其它设备。全部项目占地200亩,包括一个2000人的厂房。
特斯拉估计这个塔“将发出一个总功率为10万马力的复合波”。塔的顶端装备了平台,这也许是用来试图容纳大功率紫外线灯,这些灯也许在特斯拉的大脑中是用来做电力传输的定向传输系统。这个塔的结构和下方的建筑已经被建好,并且装备了部分设备,但是从没有
运行过。
无线电之父?
正如我们所看到的,特斯拉的早期的振荡器是发电机,这决定了他不能达到他所希望的更高的频率。因此,他继续开发了火花隙振荡器,特斯拉线圈和传输防盗器。但是,这些设备是否曾用于跨海通信?不。具有讽刺意味的是,第一台商用的跨海发射器是21.8千周的GE Alexanderson发电机,被RCA经营,这种设计直接从特斯拉早期的发电机中发展而来。这就是特斯拉在无线电中的运气。
官方的历史往往赞扬特斯拉是多相系统的发明者,却常常忽略其随后的发明或把它们看作是疯子的发明。
但是那些公开发表的诚实的研究表明,特斯拉完全没有被给与正确的历史地位,特别是他作为无线电技术先驱的地位。
简化的无线电
仅仅是因为它们提醒我们强大的无线电技术可以如此简单和被每个人接受这一项,早期的无线电设备就值得研究。
正如我们所看到的,早期广泛使用的业余的发射机没有使用发电机而是火花隙振荡器。要在空气中传播,你所需要的全部元件就是一个电池,一个电报键,一个感应线圈,一个火花隙,一段电线以及接地。当然,还需要一个电容。
最早的无线电实验使用火花隙作为接收装置。当你在火花隙中间看到一道电弧,这就是检测到了媒介的扰动。这个装置演变成称为检波器的检测器。使用一个水平玻璃管松散的填上金属片(铁或镍),
电路一段接天线,一端接地。
图2 火花隙发射器
检波接收器是一个开关(本质上是一个半导体),当媒介扰动时导通。更容易导通的无线电频率使这种物质表现的像导体。为了使检波器返回非导电状态,需要一个人工或机械返回的敲击复位键。特斯拉在这里涉及到这项技术,他改进了检波器,通过放置一个连续的旋转(旋转检波器)这样无需人工敲击复位。
图3  检波接收器
可调谐广播
火花隙发射器在频率上未经调谐,它发射了复杂的频率成分。这些频率由一个粗略的由火花间隙决定的基频和一些谐波、寄生振荡等组成,几乎什么都有。任何一个干扰都能干扰到检波器使之无法工作。特斯拉在科罗拉多的实验中,使用了一个旋转检波器追踪电风暴。
特斯拉新专利
图4 特斯拉的无线电系统
著名的马可尼并没有发明出更多的东西。为什么马可尼这么著名?因为像爱迪生和西屋公司,他建立了围绕这些发明的工业,使自己在发展这些工业时建立了自己的声望。马可尼的公司最终纳入RCA(现在属于通用公司)。他的大部分技术思想来自特斯拉。
特斯拉的贡献至少是选择性调谐。他在特斯拉线圈中提出了共振原理调谐电路并申请了1896年的专利。在一年后的无线输电专利中,他提出了传输和接收调谐电路。
特斯拉线圈是强大而且简单的无线发射电路。如果初级线圈在音频范围内平稳振荡,这个信号甚至可以通过调节电路元件进行声音传输。特斯拉在很少的公开发表文献中粗略描述了改变火花隙的方法。但是,可以想象,使用一个电感核心通过机械装置与扬声传感器相连或许可以精确地调节信号。
特斯拉和他的支持者们为争取他的无线电奠基者的身份发动了一场斗争。这场斗争最终赢得了最高法院的支持。然而,不久以后特斯拉就去世了。
特斯拉vs赫兹
特斯拉不是一个理论工作者,但是他对宇宙电特性的大量观察使他与官方的理论产生了争论。当时流行的理论(直到现在)是赫兹理论,这是麦克斯韦理论的解释者。赫兹认为无线电的传播是横波而且类似
于光。特斯拉坚信无线电波是以太中的纵波且类似于声音。当你在水中扔下一个鹅卵石,你看到的一圈一圈的水纹就是驻波。特斯拉和赫兹都认为电的媒介存在,但是对能量的传播方式存在分歧。特斯