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IEEE | Telemobiloskop是如何为现代雷达系统铺平道路的

2019-11-11
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近期,IEEE的代表向德国Wachtberg的弗劳恩霍夫通讯信息处理与人体工程学研究所颁发了Telemobiloskop的IEEE 里程碑纪念牌。

这所研究所在100年前发明了防止船只在恶劣天气下发生碰撞的设备,这被认为是当今雷达系统的前身。

1904年5月17日的上午,电气工程师 Christian Hülsmeyer 在德国科隆的Dom酒店第一次演示使用了无线电发射的雷达设备Telemobiloskop。利用这一设备,Hülsmeyer可以检测到他门帘外的酒店门庭的金属门,这样做的目的是为了向人们证明这一设备可以穿过物理障碍检测目标。接下来,他又将设备放置在附近的莱茵河岸边,检测到了几百米外接近霍亨索伦桥的驳船。

10月19日,在德国科隆Dom酒店举行的颁奖典礼上,这一发明被颁发了IEEE Milestone。IEEE的这一奖项主要是为了表彰全球范围内杰出的技术发展。

IEEE高级会员Peter Knott表示 “雷达技术如今已无处不在,并成为了我们社会中许多系统的重要组成部分。我们很高兴看到这一技术的重要先驱Christian Hülsmeyer 获得了应该得到的认可。

雷达的开始
当Hülsmeyer还是个男孩时,他目睹了莱茵河上的一次碰船事故,当时两艘船在大雾的夜晚相撞。数名乘客丧生。这一事件也是日后激发了他寻求一种在可见度差的时候能够避免悲剧的方法的起因。

后来,Hülsmeyer在不来梅的Lehrerseminar师范学院取得了学位,在学校的实验室中他接触到了电磁波,这给了他日后成为一名电气工程师的灵感。毕业后又在不来梅的电气工程公司Siemens&Halske实习。

在1906年授予的Telemobiloskop专利申请中,Hülsmeyer描述了他的这项发明:一种利用赫兹波投射和接收的装置,用于指示或警告在投射这种波的线路上有金属物体(如船或火车)的存在。

Telemobiloskop由一个大木箱,一个玻璃放电管,两个简单的抛物面天线和一个粗略的探测器组成。它还有一个电铃,用于指示目标的存在。天线位于盒子顶部的可移动平台上,可以旋转360度。
IEEE Fellow,Joachim Ender在2002年欧洲合成孔径雷达会议上对Telemobiloskop所做的演讲中提到过,Telemobiloskop发射的信号是由一个单边打开的金属外壳定向的。Telemobiloskop接收到的信号被传输到位于盒子底部的探测器。当反射信号到达接收器时,继电器被触发,铃铛将响起以指示已检测到物体。当它超出范围时,铃铛就会停止鸣响。
为了帮助确定物体的位置,Hülsmeyer还发明了一种电磁驱动的齿轮机械装置(他称之为Kompass),该机械装置的指针与天线同步旋转。Hülsmeyer通过指针便可以知道目标的方向。


安装在莱茵河上的霍亨索伦桥上的里程碑牌上写着:1904年5月17日,克里斯蒂安·赫尔斯迈尔(Christian Hülsmeyer)在此地点附近第一次展示了他的Telemobiloskop:玻璃放电管,简单的抛物面天线,探测器和指示器。它的设计目的是当驳船在数百米的范围内通过系统时,会响铃。在德国,英国和美国该设备都申请了专利。这是世界上第一个可用于检测无线电反射的可操作设备,也就是雷达的前身。

过去了一百年多年,若ChristianHülsmeyer能看到现在的雷达技术,会有如何感想呢?


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