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气球通信

(2018-07-17 21:10:56) 百科
气球通信

气球通信

气球通信为什幺在大力发展卫星通信的今天,美、法等国如此积极地发展呢?这是因为,虽然卫星通信是未来的发展方向,但是由于气球通信系统,与目前的卫星和地面转播塔相比,有许多独特的优点,被认为是目前发展通信的一种多快好省的方法。

基本介绍

  • 中文名:气球通信
  • 外文名:The balloon communication
  • 开始时间:七十年代
  • 工具:充氦气球
  • 发展国家:美国,法国等

定义

气球通信是七十年代出现的一种新技术。它是利用充氦气球,将通信设备,吊到三到六公里空中,进行电视、广播、电话等转播的一种通信系统。基本上由六部分组成:气球、系留系统、发电设备、繫绳、遥测和遥控设备、电信和广播用的电子设备等。
美、法等国在大力发展卫星通信的同时,正在积极发展这种充氦系留气球通信系统。拒不完全统计,包括美国在内,世界上已有四、五个国家和地区正在使用和建造这种系统。法国的发展规模更大,準备用自己研製的充氦气球,系留在约二十公里高的平流层,在尼斯、吉维和瑟堡三地建立高空气球通信转播站,对西欧九国进行电视广播。
为什幺在大力发展卫星通信的今天,美、法等国如此积极地发展气球通信呢?这是因为,虽然卫星通信是未来的发展方向,但是由于气球通信系统,与卫星和地面转播塔相比,有许多独特的优点,被认为是发展通信的一种多快好省的方法。
气球通信气球通信

特点

比卫星通信经济易行
气球通信系统,与卫星通信相比,有以下的特点:
技术简单 发放容易 发射通信卫星,需要大的运载火箭,可靠的控制设备,精密的电信仪表等,技术複杂、难度大,不是每个国家或短时间内能搞出来的。而气球通信相比要容易得多。它只要将具有一定浮力的充氦气球,载上必要的设备,放到空中,再用绳索繫于地面,就可成为一个稳定的空中转播站,不仅便于製造,而且发放容易,国家和专门通信机构可以搞,一般的地区也可以搞,见效快,可以争取时间。
普通电视机可直接接收卫星广播,电视机、收音机不能直接接收,必须经地面卫星转播站放大才行。就是未来的直播卫星,一般电视机或收音机也必须加装放大设备才能直接收到。而系留气球广播则不然,一般电视机或收音机可直接收到。因此它可以对我国离陆地较远的沿海岛屿,特别是对台湾省进行直接电视广播,具有重要的意义。
投资省 发射一颗通信卫星,投资在亿元以上,而一套充氦系留气球通信系统,只要几百万元。
载重量大 节目套数多 美国发射的通信卫星,连星体在内,全部重量不过一吨左右,而系留气球通信系统的有效载重,可达三吨左右。载重量大,发射功率就可以大,传输距离远,节目的套数就可以更多。
通信卫星的寿命不过五到七年,而充氦系留气球通信系统,寿命可达二十年以上。由于气球可随时放上或拉下,出现问题可随时维修,而卫星则无此方便。
系留气球通信系统,能在风速高达每小时一百九十公里的情况下,安全工作数天(每小时大于一百一十八公里就是十二级飓风)。能经受摄氏四十九度到负四十度的温度变化,因而有“低空通信卫星”之称。
由于系留气球通信系统与卫星通信相比有这些特点,所以人们预言,在未来卫星通信发展中,气球通信也不会被取消,而可以长期共存,互相补充。
气球通信气球通信
比转播塔效能高
气球通信系统,与地面转播塔相比,有以下的特点:
花钱少 效率高 一套系留气球通信系统,放至三公里空中,转播半径距离二百多公里,转播覆盖面积达十二万多平方公里。而地面转播塔,由于受高度所限,转播距离短。例如高三百米的地面转播塔,转播距离只有几十公里。而一套系留气球通信系统,相当十五座地面转播塔的转播能力,费用却不过二百万元左右,仅为建造地面转播塔的五分之一。如果将系留气球通信系统升到十八公里高空,则效率更高,转播半径距离可达五百五十多公里,复盖面积达九十六万平方公里。一些中小国家,兴建一两个这样的通信系统,就能基本解决全国的电视广播及一些通信问题。因此这种通信系统,特别适合用于地域宽广,人口稀少的我国西北、西南、内蒙等地区。
使用方便 维修容易 气球通信系统可建在水、电、交通比较方便的平原地区,这一点与建在高山上的地面塔相比,优点更为突出。因为两、三千米的高山,不是到处都有,选址困难,另一方面,有两、三千米高山的地方,孤峰直上的少,往往周围群山连绵,互相阻挡,影响电波传送。且高山建立转播塔,建设困难,造价高,平时维修、人员给养等都比较困难。因此,在山地或平原,使用系留通信系统,在经济上、效果上都较有利。
综合利用效果好 系留气球通信系统,不仅转播面积大,而且可用多组气球,组成联播网,转播範围更广,因而套用範围可扩大到国防、水利、农林、气象、文教、卫生等方面。例如,在国防上,它可用于边境地区,监视国界线两侧纵深地区的活动,保证巡逻队与指挥中心的联繫等。在海洋上,用来监视广阔的海面。特别是在未来实行二百海里经济区后,效果更为突出。在通信上,除作一般电视、广播转播外,还可用于多路电话传输;计算机数据或模拟数据传输;印字电报传输;大面积数据收集等。在气象上,可用于对遥远地区的气象观察。在农业、林业上,可对土壤或水文情况,进行连续式红外线照相,进行生态学的研究。在教育上,可进行教育电视转播等等。
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国际发展趋势

在国外,系留气球的发展已有较久的历史。早在一七八三年,法国就曾首次用系留气球进行载人飞行。此后系留气球被作为军事侦察等用。欧美各国还相继建立了气球兵团。但当时气球的形状为圆形,性能差,一八九六年,德国开始製造出椭球形气球,类似纺锤,它在风中就较稳定。但系留气球用于通信,还是近几年的事。随着现代技术的发展,材料工艺的改进,设计中计算机的套用,以及电子设备微型化等,初步解决了气球的提升重量限制、空中用电及稳定等问题,从而使系留气球在通信用途上,获得很大发展。国外不少国家或地区已使用充氦系留气球通信系统。
美国 从一九六六年起,国防部远景研究计画局就开始研製系留气球,为推行东南亚侵略战争用。认为用系留气球作为通信转播站,建立容易,转移方便,可以给军队提供快速的通信手段。美国陆军用在战场附近。美国海军早也在考虑用这种系统做特遣部队内部通信用。美国空军还考虑用系留气球作美国南部边境的空防雷达,预警防御低空突袭。美国把一种採用移动目标指示器技术的特种雷达装在系留气球上,由于雷达本身是静止的,因而它能测出部队即使是缓慢的移动。据美国国防部估计,在需要作昼夜低空监视的地方,採用这种系留气球通信系统,费用只有一般飞机的十分之一。一九七二年,美国成立了专门经营系留气球通信系统的公司,叫特康姆公司,规模越来越大。一九七三年秋,美国在离本国大陆二百多海里的大巴哈马岛,建立了第一个系留气球通信站,这也是世界上第一个投入实际使用的系留气球通信系统。使原来一直收不好美国大陆的电视和通信问题,获得了解决,并与二百多公里外的拿骚市建立了微波通信联繫。美国还开始了高空平流层系留气球通信的研究。
南韩 一九七五年初,美国帮助建立了一个系留气球通信站,作民用电话、电视及无线电广播用。气球长五十四米,体积七千立方米,充氦气,有效载荷一千六百公斤,通过塑胶绳系留在三千米高空,转播面积十二万多平方公里,比整个南韩面积还大百分之三十。
伊朗 该国东南部和西南部,多为丘陵山地,人口稀少,又有游牧地区,人员流动性大,建立地面转播台不经济,也不适用。一九七六年,美国帮助伊朗在俾路支斯坦省的扎波里和波斯湾沿岸省的达雅,建立了两个系留气球通信站,每站播送两套电视节目、两套广播节目,转播面积共达二十四万多平方公里。
奈及利亚 一九七六年与美国签订契约,在全国建立五个系留气球通信站,预定在一九七九年建成,对全国进行电视、广播、通信。并準备与国际通信卫星联繫,进行卫星通信转播,建立起全国气球广播和通信网。
法国 法国的气球通信研究较早,并且与美国不同,它一开始就研究发展高空平流层气球通信系统。这种气球通信系统,系留在二十公里左右高空,转播半径距离达五百多公里。它有一个“用充氦系留气球代替卫星观察和转播的研究”计画,叫“埃索”计画。由国家空间研究中心和国家气象局共同负责研製,整个计画分三步:
第一步,一九七〇年六月,已用一球形系留气球,在法国科西嘉岛试验,工作高度达到十三公里,一九七一年十月,又在法属盖亚那,将气球系留到十八公里高空,进行了试验。
第二步,是用一椭球形气球,后部有垂直和水平尾翼,保持方向,在法国布列塔尼进行试验,工作高度达到十八公里,有效载重一吨,转播半径五百多公里,造价九到十八万法郎。计画一九七五年投入使用。
第三步,用一艘不用繫绳的充氦气球,系留在二十公里高空,气球靠本身的动力系统,保持与地面的相对静止,进行通信转播。电源改用地面微波供电,计画一九八〇年完成。
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