馬可尼(3)〈無線電報之父〉 江銘輝  五夢網

九、   馬可尼改良的無線電發報機及檢波器

1.   發報機

(1)        赫芝無線電發射器

1886年11月赫茲在放電實驗中發現，放電電路附近的線圈也發生火花。同年12月，他把兩根細銅線彎成兩矩形開路，開路兩端各有一個金屬小球，球間距離可以調整。當其中一個矩形開路與工作者的感應圈相連接時，兩球間的空氣隙發生火花。這時，在附近的另一個矩形開路也有微弱的火花。這個實驗表示電磁波是可以檢查出來(圖2)。

圖2：赫茲的電磁波發射和接收原理

赫茲馬上開始進行系統的試驗。他在感應線圈的兩個電極上各接一根12英吋長的銅棒，每根銅棒的一頭接邊長16英吋的正方形鋅板，另一頭接黃銅小球。兩個黃銅小球互相對著，組成振盪發生器。通電之後，這組發生器的銅球之間能產生高頻振盪火花。

另外，赫茲用一根硬質的銅線彎成圓弧形，兩端各接一個可以調節距離的黃銅小球，這樣就組成接收器。

(2) 馬可尼的改良

馬可尼改進了赫芝的發射機，給線圈聯上高架天線。並線上路上增設了一個收發報按鍵，這樣就可以輕易接通和中斷電池的電流。(圖3)

馬可尼使用一大片金屬，當天線接在火花隙的一端，並高高的掛在樹上，火花隙的另一端則接在地上，電波的強度竟增加數倍超過二公里之遙，這個既驚震又欣喜的現象，是馬可尼的大突破，也是天線的起源。自從有了天線之後，無線電波傳播的距離驚人。

圖3：馬可尼改進了赫芝的發射機

2.     檢波器

此時馬氏所遭遇的困難，和我們現今者相同，就是接收機的靈敏度不夠高。適在這時，法國一位物理學家「白蘭利」 (EDOUARD BRANLY,1844-1940)，發明了一個「凝聚檢波器」 (COHERER)是一內裝金屬粉末的玻璃管，兩端接電線，平時電不通，當受電波影響時，就會通電，管內的粉末也會凝聚，故名凝聚檢波器。馬可尼經過多次實驗，他發現檢波器的金屬粉如含95%的鎳和5%的銀的混合物，可獲最佳效果， 馬可尼將改良後的檢波器，替代原先接在收機上的火花球，因而靈敏度大增，這是個的第二大突破(圖4)。

圖4：馬可尼早期的收報機(沒有火花球，只有檢波器。)

十、無線電通訊，超過1哩。

1894的12月份，馬可尼成功的將發射機的電波傳送到隔壁的房間，打響了隔壁房間的電鈴，而中間的距離有三公尺，且無任何連接物。由於這初步的成功使馬可尼增加了勇氣和自信心，於是真正開始了使用電波傳送電碼的工作。這時，馬可尼把接收機的裝置加以調整和改變，就在那年年底，成功地使用電波傳送電碼並在接收之後，改變為聲音和符號。從1895年春天起，馬可尼把實驗地點改在室外，為了做遠距離的通訊，必須架設天線，並把收發機器加以改良，這麼一來，三十公尺甚至三百公尺的距離都可以接收到。但馬可尼並不因此而滿足，接下來他在哥哥的協助下，成功的將電波飛越山嶺而傳送到山的另一邊，兩邊的距離大約有四分之三英里。他為了戰勝遠距離，便專心於實驗設備的改良，先後廢除了原有橫列式的天線，改用拋物柱面反射器;到了1895年末期，可在一英里之內通訊，翌年1996六年，可在2英里之內通訊，並且證明了電波能越過障礙物而傳到目的地。到此，馬可尼2兩年的研究心血終於大功告成，他完成了無線電通訊的初步成果。