"跨越地平线 "的电视和电话信号传输

"跨越地平线 "的电视和电话信号传输

这里有一篇关于实施电视和电话信号超视距（OTH）传输的简短文章。它出现在1955年的《大众电子》杂志上，当时距二战结束仅十年，正值朝鲜战争的尾声，大多数家庭至少有一台电视机。能够利用超视距OTH将消除中间的众多中继塔，这些中继塔不仅昂贵，而且由于财产收购问题，往往很难找到位置。文章建议，塔台之间的间距可能为200英里（321.8688 千米）。

一个1000英尺高（304.8 米）的传输塔在平地上看到地平线约38.7英里，所以另一个1000英尺高的塔在距离地平线38.7英里的地方，塔之间的总距离为77.4英里（1245公里），但这是假设完美的视线传播，没有折射和反射等。

要验证上述数字，请到这里输入 "与物体的距离"=77.4486英里，"视力水平"=1000英尺，"与地平线的距离"=38.7英里。结果将是 "被遮蔽物体部分"=1000英尺。QED

请看贝尔电话实验室--《广播电视新闻》杂志1955年10月号的整版广告--《地平线以上通信》。在新泽西州Holmdel的贝尔实验室拍摄的这个实验性的60英尺天线（后视图），是为研究 "超视距 "现象而设计的。

高度示意图说明了超高频 "超视距 "传输中能量的可能分布。其效果类似于一个强大的探照灯，其光束指向天空。即使探照灯的透镜不可见，也能在几英里外的山丘后面看到光。

贝尔电话实验室--超视距通信

当贝尔电话实验室的这则广告出现在1955年的《广播电视新闻》杂志上时，超视距（OTH）无线电信号传输还是一个相对较新的现象。这一年对OTH来说是个大年。对它的发现和利用最初是业余无线电爱好者的领域，他们被分配了被认为是无用的频谱来支持它。然而，一旦政府意识到OTH通信（雷达、语音、视频）的重要影响，军事研究组织迅速开始努力利用它来实现国防和安全目的，然后对大部分科学进行了保密。在这一广告的同一年，贝尔实验室关于OTH技术的一篇题为"'Over the Horizon'"传输的文章出现在《大众电子》杂志上，说以前人们认为通过无线电传输电视和多频道电话服务所需的广泛带宽的唯一实用手段是视线（LOS）。"经过麻省理工学院和贝尔电话实验室多年的研究，这一点被推翻了。贝尔实验室的研究源于贝尔公司在横贯大陆的微波系统上取得的成功，该系统将电话交谈、广播和电视节目从一个海岸传到另一个海岸，他们对无线电传播的兴趣也一直存在。M.I.T.的兴趣是由政府在雷达和海外广播方面的工作激发的。

电话地平线上的新东西

电话交谈和电视图像现在可以通过超高频无线电波传播，远远超出地平线。这一点最近由贝尔电话实验室和麻省理工学院的科学家利用 "超地平线 "波传播进行了证明，这是无线电传输领域的一个重要的最新发展。

这项技术使电台之间200英里的跨度成为可能，而不是目前视线传输所使用的30英里的跨度。它为跨越水面或崎岖地形的超高频开辟了道路，而在这些地方，中继站是难以建造的。

在标准的微波视线传输中，站点的间距很大，可以使用主波束。但现在，有了巨大的60英尺天线和更高的功率，一些信号在射向太空时从这个主波束上掉下来。这些信号在被大气层反射或散射后到达地平线以外的遥远地点。在 "超视距 "系统中，更大的功率和更大的天线允许重新捕获其中的一些信号，使它们成为有用的载体。该系统将成为现有无线电中继链路的宝贵补充。

"飞越地平线 "传输

发射器将电视和电话信号传送到200英里以外，无需中继站的帮助

根据贝尔电话实验室和麻省理工学院的公告，通过太空直接传输电视和多频道电话多达200英里--无需中继站和超高频率--现在已经成为现实。视频和音频信息都可以在超高频通道上进行 "超视距 "传输，这是最近应用于大陆防御系统的一种传输技术的延伸。

超视距传输意味着可以在水面和崎岖的地形上建立更长的通信桥梁。在目前遍布美国的微波无线电中继网络中，中继站只相隔约30英里。

标准的调幅无线电广播采用的是遵循地球曲率的波。但在电视和电话中继中使用的波被认为是在一条直线上传播。多年来，放置在地平线上的天线（相距约30英里）之间的 "视线 "传输被认为是通过无线电传输电视和多频道电话服务所需的广泛带宽的唯一实用手段。

经过麻省理工学院和贝尔电话实验室多年的研究，这一点被推翻了。贝尔实验室的研究源于贝尔公司在横贯大陆的微波系统上取得的成功，该系统将电话交谈、广播和电视节目从一个海岸传到另一个海岸，以及他们对无线电传播的持续兴趣。麻省理工学院的兴趣是由政府在雷达和海外广播方面的工作激发的。

科学家们知道超高频在某些条件下会 "越过地平线"，但他们认为这些频率太弱，而且不可靠，无法实际使用。然而，在调查归因于这些电波的偶然干扰的过程中，科学家们发现，许多电波实际上超过了它们所瞄准的中继塔，并以惊人的一致性到达更远的地方。

下一步是提供可靠的 "地平线以上 "的长距离传输。工程师们通过架设更大的天线和使用比传统微波系统更高的功率来做到这一点。因此，他们把从地平线以外的直线无线电波束上掉下来的、被大气层反射或散射到远处的较弱信号加以利用。

新系统的效果非常像一个强大的探照灯，它在一条直线上投下光束。一个瞄准天空的探照灯可以从几英里外的地面上看到，即使探照灯在一座山的后面。这是可能的，因为一些光线被大气层反射和散射。

为了利用超视距传输，正在使用10千瓦的发射机和60'直径的天线，相当于目前跨大陆微波系统所用功率的20,000倍和天线面积的30倍。人们发现有必要采用较低的频率（在UHF波段），以便用现有的设备开发出足够的功率，达到令人满意的可靠性程度。

即使在科学家们了解到 "在地平线上 "传输是可能的，他们也不确定这种媒介是否能支持多频道电话或电视传输所需的宽频带。1953年秋天，他们发现他们可以在 "地平线 "上传输12个语音频道。1954年，电视首次以这种方式在贝尔的新泽西州霍尔姆德尔实验室和马萨诸塞州新贝德福德附近的M.I.T.圆山研究站之间成功传输，距离为188英里（303公里）。

贝尔和M.I.T.的科学家强调，超视距传输的成功可能会导致对视距无线电中继系统的补充，而不是替代。

超视距信号不能与被称为 "电离层散射 "的类似传输类型混淆，后者在相对较低频率的电报信号长距离传输中很有用。与电离层信号不同，超视距技术提供的信号对电视画面或许多电话频道所需的宽频带很有用。

编辑：黄飞