美國國家電子博物館

1950年代陸軍7個耐克防空導彈連布防巴爾的摩周邊重要目標, 海空軍聯防預警. 首型地空導彈, 取代2戰90-120毫米高炮. 目標追蹤天線, 隨後更新為雷達尋的制導. 至1956年, 全美共80個陣地.
速度-2馬赫
射程-30邁
高限-65,000尺



西屋電氣公司產品, 仍是最廣泛使用的移動戰術空中監視雷達, 銷往全球20個國家. 高效可靠, 設置下一代基礎.
屏蔽摺疊天線, 波導, 電纜與冷卻
卡車, 直升機或飛機運輸
抗干擾
270英里範圍
1967-1984製造170套



這家博物館大概是主要國防供應商資助的, 周末幾乎免費, 首批參觀者八仙過海就俺一位買了全票: 學生(從孩子到博士生), 軍人/老兵全家等.



AN/ SPG-55是跟蹤/探照雷達, 多型導彈標準配製. 用於驅逐艦目標跟蹤和海對空導彈制導, 也被用在核動力單元.
光束導引-雷達或激光束制導, 簡單的引導系統, 早期導彈系統廣泛使用但有若干缺點, 現僅用於短距離.
C波段(5 GHz)和X波段(10GHz)
https://books.google.com/books?i ... acturer&f=false    世界海軍指南-海軍研究所
http://www.craneae.com/Products/Power/ECMRadarTransmitters.aspx
這家宇航/國防供應商的產品技術參數介紹非常專業與實用, 如電子對抗(ECM)等, 一個組件就是一串概念和工程要點.





從科普到現役產品






永久成員








駕駛艙語音記錄器
鮮艷橙色, 水下醒目.
近年專利顯示多項進展, 背景介紹了法規與國際慣例. 飛行最後30-120分鐘詳盡飛行數據與駕駛室通話記錄, 記錄器彈射保護. 查不到生產商技術參數, 維修商網站蛛絲馬跡略見一斑.
http://tgs.freshpatents.com/Black-Box-bx1.php
http://www.google.com/patents/EP2657135A2?cl=en



又發現幾個中型博物館, 3個鐘頭掃了一千多張. 看樣子象辦公區改的, 在巴爾的摩機場旅館區.

特定目的操縱電流, 如通信, 計算和導航系統.



理論物理學家和數學家詹姆斯·克拉克·麥克斯韋開發了一套方程-麥克斯韋定律, 證明電場, 磁場, 電荷和電流之間的相互關係.


電絕緣體的原子對電子抓緊, 導體很容易讓電子自由流動
托馬斯·愛迪生和他的交流電機
新澤西實驗室
約1906




電壓與電流






法拉第電磁感應實驗
1821年, 邁克爾·法拉第用電磁旋轉實驗證明電磁, 發明了發電機.


直流發電機開啟電業








西屋交流發電機在1893芝加哥世界博覽會


直流電不能長距離輸送, 西屋將交流傳輸實用化.




雙手發電, 銅正鋁負.

理念
需求-概念開發-原型-製造-法律與後勤支持-交活兒


好奇心和想象力促發電子創新, 但業界為生意和消費者需要所驅動-保持健康, 交流和安全.


需求
解決現時與未來問題, 提高效率或減低成本, 國防市場則須應對敵方武器或戰術.
1961年肯尼迪總統國會演講直陳: 載人登月勢在必行.




概念開發
系統工程師和分析師開拓問題和可能解決方案的數學模型, 在頭腦風暴會議探討可能的解決方案, 並使用計算機分析來評估新思路.
西屋承擔項目, 開發電視攝像機, 足夠小但可靠, 成行和回播地球"月球第一步". 當時攝像機臃腫沉重, 足夠填滿鷹著陸器(阿波羅登月).


原型
電氣工程師開發新型電子元件和電路, 測試實驗單元以證實理論立意, 計算機模擬輔助細節分析, 機械工程師開發新材料和整體與結構設計, 技術員組裝, 測試並記錄. 計算機輔助設計確保所有元件兼容, 環境影響如極端溫度和震動, 將設計成功轉化為製造.
微型, 優化電視技術, 測試, 改進不厭其煩, 曠日持久.
眾多新材料, 技術, 儀器均源於早期冷戰巨額投資; 從網際網路到不沾鍋. 醫學/生物學進展亦得益於里根總統的"百億抗癌".



製造
原材料, 組裝測試, 機械部件自製/外購, 與工程部門即時勾通.
月球攝相機零件須特殊製造


法律與後勤支持
起草合同, 專利保護, 採購, 記錄, 成本核算, 嚴保軍事機密.
公關宣傳, 技術指南, 信號接收與處理.


交活兒
現場支持, 設備安裝, 人員培訓, 保養修理亦或提供操作人員.
西屋實驗室造了5台攝相機, 其中一台1969年登月.

電, 磁, 電磁光譜的基本理解. 通過動手理解我們周圍看不見的電氣世界. 如果沒有電, 磁, 就不可能有電子產品.




數字技術
使電子產品小型簡單, 信號完整性不變且與計算機兼容, 大量條理性存儲數據. 數字產品可靠性強但不易維修, 創立回收市場.
微晶元, 2007
數碼相框
筆記本電腦, 2005
MP3數字音樂播放器
http://techterms.com/definition/lossy   MP3/JEPG
採用有損壓縮 lossy compression (LC) 從原始文件中刪除數據, 佔用少得多的磁碟空間. 如JPEG圖像可以降低80％以上而幾乎沒有顯著影響. 同樣, MP3(MPEG-1音頻層-3, 數字視頻和CD音頻下降到1.5 Mbit/s-26:1和6:1)是原件十分之一而聽起來幾乎完全相同. 但從專業角度解析, LC並非完美無缺, 導致數據丟失和質量下降-圖片鋸齒狀邊緣或局部像素化(低解析度圖像投射在大屏幕上, 各像素涇渭分明, 有些動化片藉此烘托戲劇效果). MP3或AAC(MPEG-2 and MPEG-4, 相似比特率bit rates達到更好音質)可產生水樣音或減少音頻動態範圍.
JPEG-Joint Photographic Experts Group format 聯合圖像專家組格式
MPEG-運動圖像專家組
現代科技一日千里, 有些中青年工程師吃透某些軟體理念/功能與遠景, 馳聘業內. 昨天的紐約時報有一篇"矽谷挖角混戰", 100多家身價10-60億的公司從幾家大公司爭搶關鍵部門核心人物, 如地圖與指南等. 其中古哥損失慘重, 連兩位主廚都丟了. 各位總裁力挽將才, 不遺餘力.


澳大利亞第一台數字計算機, 1949, 科學和工業研究評議會
美國航空航天局電腦主機, 1960年代
國家鐵路定票計算機, 1974
http://www.amtrak.com/servlet/Co ... p;cid=1241256467960
國家鐵路運營商, 21,000英里, 46個州, 哥倫比亞特區和加拿大三個省. 每天超過300列車-時速高達150英里-超過500目的地. 15個州和四個通勤鐵路機構支持.
辦公室, 1980
IBM主機, 2002




1947貝爾實驗室肖克利, 巴丁和布拉頓通力合作發明晶體管. 小巧, 省電, 低壓, 低成本.


使電子產品微小
晶體管和微晶元成就數字技術
晶體管20世紀中取代真空管放大電信號(快/強).  
微晶元/集成電路-小小矽片容量驚人, 單片即可製造中心處理器-數學計算, 數據轉移, 決定與聯索.
1971英特爾首創微晶元, 實現單片操作, 計算器問世.


貝爾實驗室1947晶體管複製品
朗訊科技
https://www.alcatel-lucent.com/
全球領先IP網路, 超寬頻接入及雲技術.
這個網站很有創意, 尤其是網際網路展望-科幻般語言但技術步步為營.
晶體管處理二進位代碼, 巨量集於晶元, 同步工作, 神通廣大.

數字信息是二進位碼
只有兩個符號, 1和0, 信號簡單易讀且精確. 計算機電路只有開/關狀態, 1和0的組合可記錄數據或中繼指令, 二進位碼從右向左讀.
二進位鍾


轉換模擬到數字, 然後再返回
模擬錄音轉化連續變化聲波至記紋鼓, 數字記錄用比特/瓷盤. 聲像信號分解后數字記錄可重複操作而沒有信號衰減, 但會導入失真與噪音. 存儲數字信號須還原為模擬信號以恢復聲音.
模擬/數字轉換器用於很多裝置- 手機, 音樂和電視.


CD播放機以高精度激光讀取數據, 光碟鋁層反射激光束, 讀取凸凹點編碼.
3個基本單元:
馬達
激光和鏡頭聚焦系統
跟蹤機制






CD信號從內到外, 可以小於標準的4.8英寸, 音軌約0.5微米, 軌距1.6微米.
4層-透明聚碳酸酯塑料基, 微觀連續凸點螺旋軌跡數據, 鋁層, 丙烯酸樹脂.
細長凸起0.5微米寬, 8.3微米長, 125納米高, 軌長35英里.


數字技術日新月異, IBM總裁(1920s-50s)托馬斯·沃森亦始料不及.
摩爾定律預計, 集成電路晶體管密度大約每兩年增加一倍.
http://www.intel.com/content/www ... res-law-technology.
1965年, 英特爾聯合創史人戈登·摩爾預測設置現代數字化革命步伐. 通過仔細觀察新興趨勢推斷-計算能力以指數速度增加並減少相對成本. 今天功效3,500倍, 能量消耗1/90,000, 價格1/60,000-首型4004到15納米晶元.
亨迪定律
摩爾定律的具體化身, 數碼相機性價比穩步上升(以像素為單位).
https://www.youtube.com/watch?v=MUjBIlTuLLo     
段子不錯, 尤其是進展部分-數碼相機感測器材質和后聚焦功能.




惠斯通電橋
利茲和諾思拉普
19世紀後期
用模擬技術測量電阻
http://www.radiomuseum.org/dsp_h ... fm?company_id=13010
http://outhistory.org/exhibits/s ... nterviews/item/1262



數字萬用表
2009

放大電信號: 真空管
通過低壓空間電子移動放大, 交換或產生電信號. 真空管成就了收音機, 電視和計算機. 大部為三級管和二級管所取代, 仍延續於無線電發射, 微波爐和某些雷達系統.
http://www.theaudioarchive.com/T ... sus_Solid_State.htm
兩個協會尚有爭議-IEEE電氣電子工程師學會和AES音頻工程協會, 新舊技術各有千秋.
真空管
•高線性無負反饋, 特別是一些小信號類型
•裁剪流暢(音樂)
•超載和電壓尖峰容錯
•特徵高度與溫度無關, 極大簡化偏壓
•更寬的動態範圍, 得益於較高的工作電壓

晶體管
•失真傾向高
•保持低失真須用相當大的負反饋-複雜電路
這個網站非常有意思, 雖然是囫圇吞棗但字字珠璣. 聽過一次"病種論證與展望", 兩家主要醫學院的多學科頂尖級醫生, 心理學家和基礎行尊齊集一堂, 一天下來特別過癮, 意思跟這工程物理辯論差不多.







西方電器
1917
通用三極體-探測, 放大和低功率發射.
https://commons.wikimedia.org/wi ... _Electronics_Museum




愛迪生效應導致真空管和電子產品
嘗試改善白熾燈泡開發了真空管, 早期燈泡因電熱絲冷凝使用后發暗, 1883加金屬板, 發現微電流可無絲傳遞. 20年後英國科學家用金屬板和電熱絲創造二級真空管, 發現其可探知無線電信號. 1906年Lee deforest 增添了線柵, 三級管可用微小電流控制板線路大電流, 放大信號使電話與無線電接收更靈敏.


第一次世界大戰和早期商業化
軍需促進真空管功率和效率提高與電子儀器發展, 1920年代民品上市. 西屋開始無線電廣播以促銷收音機, AT&T和GE創建美國無線電公司生產真空管.


通用電器真空管廣告
GE軍品每天價值百萬, 前線海陸空無所不在. 調頻, 調幅, 電視, 家家戶戶, 各行各業.


1930年代-技術成熟
基本技術日趨成熟, 重在改善高頻性能和降低成本. 真空管效率提高使用小型電池, 攜帶型與汽車收音機流行.







發射三極體
西屋
1920年代初

二戰
帶來巨大技術進步, 雷達系統長程敏感度要求真空管產生較高發射力. 雷達干擾和攜帶型通信系統促進開發高頻管, Sylvania和雷神公司大量生產微型管支持防空彈近爆引信形成雷達樣線路.
http://www.smecc.org/radio_proximity_fuzes.htm
近爆引信使高炮擊中率從2500:1至50:1



UV201
美國無線電公司
約1920
操作電流降低3/4, 大幅延長電池壽命.
1919-1986, 通用電氣1985年接管.


女性展示微波爐
20世紀中




大功率發射管
加拿大西屋
20世紀40年代
用於英國的早期預警雷達系統
http://ethw.org/Chain_Home
第一個雷達防空系統. 像所有脈衝雷達, 鏈家向目標發出無線電波, 然後測量能量反射時間. 引導900架英國戰鬥機應對德國2,400架戰鬥機和轟炸機. 德國損失1,700架, 被迫放棄入侵英國計劃.
羅伯特·沃森-瓦特爵士首次將雷達概念引入軍用系統, 二戰前開發一系列空中和海上雷達裝置和技術, 對英國的戰爭努力舉足輕重.






至1960年代, 公眾需求小巧廉價電器促成開發晶體管. 微小和快速的固態晶體管迅即取代大部分真空管, 業界試圖以較小而耐用的真空管-軍用全瓷微型管和低耗工藝抗衡. 儘管真空管仍有限應用, 但大部分數字裝置依賴晶體管.



發射三級真空管
三級真空管要素: 燈絲, 網格/柵極和金屬箔片


X-13信號發生微波振蕩管, 1950
http://www.allaboutcircuits.com/ ... 13/microwave-tubes/
極高頻應用(1 GHz以上), 極間電容和通過延遲瓶頸使人望而卻步, 瓦里安兄弟迎刃而解.
-超高頻, 概念性錯誤, 極高頻為30-300 GHz.
http://www.jneuhaus.com/fccindex/spectrum.html
與美國聯邦通信委員會FCC的數據非常接近. 自從用了微軟的免費防毒軟體, 數年刀槍不入. 唯一缺陷就是不能用PDF, 與窗口特點一模一樣-獨霸天下.
6A8八針金屬轉換管, 1935
416B平面三極體, 1951, 用於國際微波電話
GL-7077陶瓷平面三極體, 1958






真空管和電路測試儀
1940年代



真空管工作原理
組件包括玻殼, 電極, 絕緣體, 耐熱外殼. 電極經引線穿過氣密密封, 插入式便於更換. 簡單真空管模擬白熾燈泡, 負電荷電子云吸引到陽極金屬箔片.
二極體單嚮導電-整流/交流變直流, 發現和轉換調製無線電波成音頻信號.
放大電流-真空三極體大模型, 柵極置於陰極和陽極之間, 控制電流流向陽極. 大負柵極電壓將抑制電流流動, 較小的負柵極電壓的電子較少, 允許更大的箔片電流, 從而放大信號.






工業管
靜電管電荷高靈敏度測量, 電路定時, 感測和控制系統使用常規管. 製造業和交通運輸系統和靜電除塵器用大功率整流管, 早期計算機行業需求巨大 但真空管壽命有限, 更換頻繁.





866/866A汞蒸氣整流管


雙束陰極射線示波器
杜蒙實驗室
1950年代

示波器
1960年
泰克

工業與便攜型

VE平面位置指示器
http://www.ibiblio.org/hyperwar/ ... TA/RADEIGHTA-6.html
呈現周圍區域平面圖, 時基順時針或逆時針掃描.



用於A-6E全天候攻擊機, 目標跟蹤和映射, 2戰後美國戰艦配置對空雷達.







透射型電子顯微鏡
飛利浦



X-射線
輻射的一種形式, 威廉·倫琴用真空管時發現. 通過對X射線管施加電壓和電流產生X射線.



雷達測速儀
MPH
1900年代後期
使用多普勒雷達信號
http://www.mphindustries.com/police-radar/
高速激光手持式, 7,000英尺距離測量多目標, 防干擾.
有的文章介紹, 新型號兒神通廣大抓著一個不關機, 摟草打兔子. 但價格高昂應用有限, 很多鎮子預算捉襟見肘可望而不可及.


煙霧探測器
1976
使用光或電離子探測煙霧

磁共振成像和計算機斷層掃描
磁共振成像儀
1970年代開始使用的身體內部成像-結構與功能. 磁場電波產生橫截面或三維圖像, 磁場排列病人身上的氫原子, 無線電波改變取向, 機器檢測氫原子產生的磁場, 比較不同組織質子的反應速率差.


電療
X射線輻射治療癌症, 心臟除顫器恢復正常心臟跳動, 起搏器保持心臟節律
首次放療, 1957
心臟除顫器
急診訓練


振鏡和腦電圖
1820發明振鏡, 發現電流驅動肌肉活動, 為心電圖和腦電圖檢測奠定基礎.
1912腦電圖用於動物, 1920年代用於人類, 診斷作用部分被MRI和CT取代.


香蕉船
北美人1800中知曉香蕉, 貿易始於1876年費城百年紀念展. 1880年代聯合果品公司啟用交通-通迅技術以確保高質香蕉抵美; 修中美鐵路, 建蒸汽船隊/機械冷藏並沿路設無線電台網, 后組合成美國無線電公司.



學校
從石板粉筆到筆記本電腦, 數字投影圖像乃至網際網路
電動幻燈投影機, 1920年代
學生在課堂, 波士頓, 1909
學生使用計算器, 約2000
Stratovision廣播地圖, 約1960年代
http://www.earlytelevision.org/stratovision.html
Stratovision是一個系統, 經安裝於飛機上的發射機轉播TV和FM無線電信號. 西屋雷達工程師查爾斯ENobles發明技術-使媒體遠達小城鎮和農家院. 1944年提出設想, 1946年可行設計問世, 30,000英尺-十四架飛機, 覆蓋78%人口. 馬丁公司提供B-29超級堡壘與加壓艙進行測試, 1948年轉播巴爾的摩共和黨全國代表大會. 1949年, AT＆T建立了同軸電纜網路, 連接東海岸與中西部. 隨著全國常規電視台的迅速蔓延, 1950西屋放棄Stratovision.

計算尺和盒
1900年代中期

計算尺
模擬計算工具: 乘除, 方程根, 對數和三角函數, 計算機問世前科技利器.
手持式計算器
1974年, 惠普推出了第一台攜帶型可編程袖珍計算器, 使用預編程卡或自己的程序.

算盤
至少公元前3,000年, 仍在使用.





機械計算器
1890年代
首批商業成功機械計算器, 1887年專利.

條形碼閱讀器
約2000
1950年代問世
平板掃描儀: 光源, 透鏡, 光電感測器和解碼器.



電傳打字機
1920年代
電傳公司
http://www.linfo.org/teletype.html
點到點類型化消息簡單電通信-股票行情系統, 使用五位博多碼five-bit Baudot code. 1922推出第一型通用電傳打字機-12型,  隨後三年14型, 生產約60,000台. 1930年推出15型, 二戰期間美國軍事通信中流砥柱, 約20萬台. 電傳打字機公司成立於1906, 1930開始運營, AT＆T的一部分.
http://www.thocp.net/hardware/hi ... pe_development_.htm
這位的段子非常有意思, 圍繞摩斯電碼設備的眾多專利, 有聲有色. 1887年第一條專線電報服務, 泰勒經紀公司紐約和費城辦事處之間, 1991偃息旗鼓.



變色龍電腦
1980年代
早期攜帶型計算機, 18磅. 雙處理器, 2單面軟盤驅動器和128 KB RAM.
http://www.old-computers.com/museum/computer.asp?c=107
$1995





心電圖
1878年首次毛細管靜電檢測心臟微小電流變化
第一台實用心電圖儀附感光板
哪位有興緻可在斯坦福網上搜一下, 瑞士葯業巨子兩年前重建美國研究所, 制療心率不齊等病的病生理模式/靶點創意別開生面.

電子產品入戶
1800年代通電, 1920年代真空管使電子產品迅速商業化, 30年普及收音機和留聲機. 1950年代發明電視, 世紀末技術革命登峰造極, 當今電子產品無所不在.



1890-電話
1920-收音機, 留聲機
1950-播放機, 電視
1980-無繩電話, 磁帶播放器
2010-遙控, 電腦, 數碼家電







欣賞錄音革命

邦克山
哈蘭和斯坦利
約1905年
愛迪生黑蠟筒錄音
https://www.youtube.com/watch?v=R-a4S2K_crQ

在那邊
卡魯索
1918年
勝利者說話機器盤
https://www.youtube.com/watch?v=JLyEPQV_KrU
http://www.stokowski.org/Victor_ ... ustic_Recording.htm

約翰尼·古德
1973年
索尼攜帶型錄音機


愛迪生標準留聲機
蠟筒播放器
約1900



蠟筒
1904



Victrola唱機
RCA
1918




快船越洋收音機
1942
http://antiqueradio.org/zen15.htm
6管, 除了常規調幅廣播, 可接收5個短波波段(49, 31, 25, 19和16米). 質量標準很高, 因為價格$75代表今天的$700. 最後一台制於1942年四月, 當美國政府為軍需停產所有收音機.
俺最高級的玩藝兒也是6管超外差, 最後調製黔驢技窮, 承蒙一位老高中生出手完成. 當時僅有自製的簡易萬能表, 沒有示波器, 幾個處理品中周各行其事不唱一個調. 探親中獲悉當年西四丁字街玩兒半導體的孩子中學電子儀器的鳳毛鱗角, 有的在北京科技界混得風生水起(男四中), 半數在美國賣藝為生, 最近的一位離俺家兩個鐘頭, 吃開口飯兼作生意.



半導體收音機
1900年代
1950年代



燭台電話
1890-1920
常見型

旋轉撥號電話
1900年代
1970年代被按鈕電話取代

陸地勇士頭盔
2007年左右
為陸軍開發的可穿戴計算機系統, 包括用於信息和導航的小型計算機, 耳機進行無線電通信.





攜帶型地面監視雷達
通用儀器股份有限公司
1990年代
電池供電獨立系統
http://www.bloomberg.com/researc ... asp?privcapId=28883
集成和互動式寬頻接入, 數字和模擬機頂終端和有線/無線電視網路, 運營商混合光纖/同軸網路傳輸系統, 數字衛星電視系統.



GEE是二戰期間英國皇家空軍導航系統. 3站幾乎同時發射精確定時脈衝, 領航員繪製不同脈衝時差雙曲線圖表, 覆蓋目標區域. 美國開發羅蘭系統, 戰後用於民航, 1970年停止使用.
http://www.lancaster-archive.com/bc_gee.htm
沃森-瓦特與一流團隊的工程師和物理學家開創了實用雷達技術. 獲得英國皇家空軍和空軍部支持, 初衷為至少部分防止縱深空襲, 啟動支持15萬英磅. 以不可見網格覆蓋歐洲, 250英里長, 包括低地國家和德國魯爾區. 發射精確計時網格, 並與達文特里, 文特諾和Stenigot山GEE站無線電脈衝同步. 干擾與反干擾科技較量, 1943年美國空軍第8，9，12和13航空隊開始引入該系統. GEE的成功導致選定轟炸範圍內60個德國城市, 每個投彈1,600-1,800噸.









指揮塔攜雷達


美國海軍戴爾號導彈護衛艦, 裝備海軍戰術數據系統
1971年


美國海軍諾頓灣號, 20世紀中
退役後用來測試雷達


雷達前用聲光或無線電搜尋目標, 1930年代開始艦載雷達, 2戰中搜U-艇和神風自殺攻擊船. 現代艦船載多個雷達系統-海空搜索, 航海, 火控.

發射電磁波可在特定頻率收聽
超高頻和甚高頻UHF/VHF
UHF: 300兆赫-3千兆赫, 波長短, 天線小, 無干擾-雙相無線電和無繩電話
VHF: 30-300兆赫, 耐大氣噪音和電器干擾-調頻收音機, 緊急呼叫, 生意, 軍事, 業餘電台.



海洋無線電


攔截接收機天線
1940年





測量信號: 帶寬
上下頻率之差, 通常以赫茲衡量, 典型聲音信號約3千赫茲. FM廣播須申請特定頻率執照, 以免互相干擾.


無線通信天線
通過電信號-磁波轉換髮射和接收, 廣闊或定向以降低幅射, 提高強度並避免干擾.
佛羅里達肯尼迪航天中心3兆瓦C波段雷達50英尺碟
B-24天線



電磁頻譜
無線電波, 微波, 紅外, 紫外, x射線, 伽馬.

無線電信號的頻率調製: AM/FM-調幅與調頻
均受輕微信號強度變化影響, AM信號受大氣干擾, FM不受大氣干擾, 音質更好. 所以全球調頻台30,000, 調幅台16,000.


電纜鋪設與維修船
1990年代


海底通迅電纜
19世紀短距銅纜-信號迅速衰減, 20世紀初電壓提高與多中繼器, 信號有所改善. 1970年代光纜革命化海底電纜, 1990年代光纜商業化, 電信業鋪設數千邁.


鋪設第一條跨大西洋海底電纜
1858


東方電報公司海底電纜網
1901


海底銅纜
海底光纜







手動渦輪





雅各布梯-火花隙

衛星發射與接收系統較弱, 須巨型天線匹配-直徑25.9米, 重達1,200噸.





衛星廣播前, 瓷帶被運至海外. AT&T斥資5千萬造55顆衛星, 並在美英法興建地面站. 美國航天局1962年7月10日發射衛星, 兩天後從緬因安多弗地球站發射了世界上第一個跨大西洋電視信號, 到法國布列塔尼普勒默博杜電信中心.
http://www.nasa.gov/topics/technology/features/telstar.html





月球電視攝影機監視器
西屋公司1969年
阿波羅11使用不同數量幀(frames/second), 特製監視器接收圖像, 供標準電視攝像機向全球播放.





月球電視攝影機
西屋
1969
耗電極低, 製造了幾台, 使用原機月球留念.
https://www.hq.nasa.gov/alsj/alsj-TVDocs.html
根據亮度每秒10/0.65幀, 4個可互換鏡頭.
-標準電視30幀(體育等除外), 一般靜態場面小於10-12幀.

衛星改變生活
阿麗亞娜5 ES載3枚衛星, 有效載荷約10噸. 攜130公噸液氧和25公噸液氫, 發動機推力11公噸. 兩側每個固體火箭助推器重277公噸, 推力630公噸.
http://www.esa.int/Our_Activitie ... h_vehicles/Ariane_5
阿麗亞娜5型是歐洲獨立進入太空的基石. 可靠(僅兩次失敗), 可用和可負擔-開發成本大部源於商業活動, 1-4型發射了全球半數商業衛星.
現有兩種操作配置:
阿麗亞娜5 ECA, 地球同步轉移軌道(GTO)主力, 主要發射通信衛星.
阿麗亞娜5 ES用於各種任務, 如低軌道自動轉移飛行器, 伽利略中軌道-全球導航衛星系統.







回聲項目是第一次無源通信衛星實驗. 1960和1964年美國推出兩個航天器, 金屬化氣球衛星充當微波信號的無源反射. 944-1,048英里低地球軌道, 通信信號被彈開, 從地球上一點到另一點.
http://www.nasa.gov/multimedia/i ... e_feature_1508.html



最低無人軌道衛星地球
http://www.bis-space.com/what-we-do/projects/project-mouse








質子和微風是重型航天助推器, 1960年代的彈道式導彈-攜100公噸核彈頭. 早期為二級火箭, K型升格為三級, 2012退役. 赫魯尼契夫國家航天研製中心製造, 從哈薩克發射. 俄國政府控制亦商業發射, 設計安裝重型負荷低中或高地球同步軌道飛行(21或3公噸). 主發動機可8次重新點火精確糾偏, 2007首次升空.
http://www.ilslaunch.com/node/11
20周年紀念-1993年洛克希德-赫魯尼切夫-國際能源公司(LKEI)創建俄羅斯質子運載火箭商業發射合資企業, LKEI1995年重建國際發射服務公司.
結構類型: 硬殼
材料：鋁和複合材料
推進劑: 四氧化二氮, 偏二甲
總升空重量: 705噸
總長58.2米, 標準商用直徑4.1米整流罩.

多波束饋源陣
航天器可重構多波束天線饋電網路
http://www.google.com/patents/US5861845
寬頻相控陣天線和方法
休斯電子公司
寬頻相控陣天線去除陣列面區域需要的移相器, 比傳統天線產生更少的光束斜視. 系統包括電子信號發生器, 參考/掃描歧管和輻射模塊陣列. 適用於雷達, 電子戰和高數據速率通信應用天線寬頻特性.











KU波段有源相控陣(移動衛星信號接收)





E-3哨兵預警機與機載雷達-頂部黑盤
2002
空中預警和控制系統-雷達遠程數字監控, 全高/敵友識別.



數字缺陷
更新頻頻, 無所適從, 垃圾成山, 自裝不易, 成本高揚.

應用技術衛星(ATS)-氣象, 通信和科學先鋒
http://www.nasa.gov/centers/goddard/missions/ats.html
總體目標是研究發展和測試衛星應用技術, 攜帶各種通信, 氣象學和科學實驗, 評估三個不同種宇宙飛船穩定系統. 基於成功的同步通信衛星, 休斯飛機公司和戈達德太空飛行中心設計, 第六顆由仙童工業公司Fairchild Industries製造. 半人馬座/巨人IIIC火箭發射-美國宇航局肯尼迪航天中心(很多遊船線路的點). 1973年預算削減, 第七次衛星發射取消, 飛船封存.
ATS-1(1966)-研究自旋穩定技術, 地球靜止環境並進行了多次通信實驗.
ATS-2(1967)-第二級運載火箭未能把ATS-2送入軌道. 大氣扭矩克服了衛星的重力梯度穩定系統並造成緩慢暴跌.
ATS-3(1967)-自旋穩定技術和VHF和C波段通信實驗調查
ATS-4(1968)-重力梯度穩定系統
ATS-5(1969)-探討利用重力作為衛星穩定系統的可能性. 使用L波段信號精確地定位船舶, 測試電離子引擎, 評估RF信號的雨水衰減, C波段通信.
ATS-6（(1974)-重型衛星, 3軸穩定航天器, 9.14米天線反射器. 世界第一顆教育衛星/追蹤亞同步S波段衛星, 跟蹤與數據中繼衛星系統TDRSS前體. 率先推齣電視直播.



遠地點踢電機/發動機
http://www.daviddarling.info/enc ... gee_kick_motor.html
固體火箭發動機, 通常固定於航天器, 通過點燃遠地點發動機遨遊橢圓轉移軌道(elliptical transfer orbit). 首先用在早期同步通信衛星(1963-64), 將衛星從地球同步轉移軌道(geostationary transfer orbit)踢到地球同步軌道.



行波管放大器
http://www.radartutorial.eu/08.t ... Wave%20Tube.en.html
寬頻放大器, 速度調製管下. 低雜訊特性-有源RF放大器元件, 有兩種.
•低功率行波管接收器-雷達設備高敏/低噪音和寬頻放大器
•大功率行波管發射機-高功率發射機前置放大器

太陽能測試電池板







業餘無線電愛好者空間
自1961, 搭政府和商業發射, 使用高橢圓軌道Molniya(俄語單詞"閃電").
https://www.uwgb.edu/dutchs/AstronNotes/Orbits0.HTM
12點高橢圓傾斜軌道. 因地球大小, 北55度同步衛星不可覆蓋, 其中包括很多俄羅斯地區, 閃電軌道填補了空白. 大偏心致遠地點緩行, 允許長時間接觸-3顆閃電衛星實現連續覆蓋. 遠地點閃電也可以用作間諜衛星-俄美, 軌道傾角63.4, 導致在軌道長軸零旋進, 因此遠地點保持固定於北半球.

業餘無線電衛星公司

TAM 5-小飛機模型跨大西洋模式
http://www.barnardmicrosystems.c ... tic_crossing_2.html
2003年8月9日, 無人機TAM 5從加拿大愛飛至爾蘭, 航程3020公里. 使用其GPS系統, 平均海平面305米以避免船舶桅杆和其他飛機. 38小時23分鐘, 耗燃料2.2公斤. 無人機先驅 Maynard Hill在美國約翰霍普金斯大學退休后開發了TAM.

https://www.youtube.com/watch?v=6KEIq76JE7o

4衝程發動機
汽油發動機:  吸-壓縮-動力-排氣.
https://www.youtube.com/watch?v=OGj8OneMjek







18世紀標誌性導航工具
約翰·哈里森是英國木匠, 花40年時間完善準確海鍾, 讓水手確定船的經度, 引領導航近2個世紀.
http://www.rmg.co.uk/explore/ast ... time-facts/harrison   皇家格林威治博物館(內容/文筆考究, 值得一讀)
每東行15度當地時間提前一小時, 同樣西駛15度遲后一小時, 因此可用時間差計算地球兩點距離. 1714年英國政府懸賞兩萬-半度/2分鐘經度儀, 將航測驗正. 18世紀中葉, 一位很少正規教育的木匠, 以非凡的機械洞察力, 聰明才智和決心挑戰科學與學術界.


構建操作系統, 理論變為實際體系. 需要衛星, 導彈積累經驗, 1957年蘇聯成功發射世界第一顆人造衛星. 太空時代開始, 落後且一知半解. 約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室(APL)接收/繪製無線電信號, 並計算出精確的軌道.

革命性能力/非凡精度搜尋地球物體-從多普勒到導航
逆轉多普勒過程, APL弗蘭克·麥克盧爾突破瓶頸, 理查德·克什納設計操作導航系統理念.





海軍導航衛星系統晝夜全天候保障北極星潛艇核導彈威懾力量
應對技術挑戰-部署方法, 姿態控制和動力系統


系統如何工作
中轉衛星廣播連續信號, 包括精確的時間和軌道參數來計算距離, 精度約200米和時間同步約50微秒.






技術開發副產品
心臟起搏器
植入式心臟除顫器
糖尿病患者可編程植入藥物系統

第二代衛星導航-GPS
1967政府將系統商業化, 8萬多套接收器應用. 32年後讓位於GPS, 24顆衛星取代3顆-連續信號無限使用.

1960以前全球80%天氣未預報, 如今再無突發險情. 地球同步和低地球軌道衛星極地軌道面面俱到.

早期使用科學衛星電視攝像機太空天氣探測, 1960年美國航空航天局發射第一顆近地軌道電視紅外觀測衛星, 42和19英寸, 270磅, 工作78天. 證明衛星可能是有用的工具-太空監測全球天氣狀況.

藝術家概念顯示了DMSP衛星(美國無線電公司/通用電氣/洛克希德·馬丁)在其圓形極地太陽同步軌道美國上空
https://directory.eoportal.org/w ... ons/d/dmsp-block-5d
DMSP(Defense Meteorological Satellite Program 國防氣象衛星計劃)是國防部長期氣象方案, 由空軍管理-第六衛星行動小組在內布拉斯加奧夫特空軍基地. 該項目起源於1960年代初, 目標是收集和發放每天全球雲層數據(及海洋和太陽-地球物理環境參數). 用於戰略和戰術氣象預報, 以幫助規劃海陸空作業.





1967年西屋設計了第一個氣象衛星行掃描感測器, 2通道可見光和一個紅外圖像. 一個可見通道和紅外通道提供地球3海里(NMI-Nautical Mile, 用於最高優先順序任務, 如定時器)和晝夜大氣層高解析度圖像. 第二個可見光通道解析度極高, 提供白天場景0.5海里解析度數據.





半球輻射計(DZ)感測器-掃描約1,600海里寬的條帶, DZ允許感測器根據日夜光差自動調整靈敏度.


彈簧-支持並使望遠鏡在6赫茲振蕩
5C感測器-甚高頻紅外感測器, 使用汞-鎘-碲化物檢測器, 需冷卻到-279F.




1958年項目作為導航地球人造衛星始於APL, 包括幾個單元: 精確鍾, 無線電發射器, 記憶和絕緣-最終促成GPS系統問世.


西屋甚高頻無線接收地面站-核潛艇定位系統接收機
艦載慣性導航子系統每30天糾偏一次, 15分鐘水面衛星精確定位, 無鬚髮射射頻(Radio frequency RF)信號. 接收衛星雙頻道信號以修正大氣失真, 涵蓋衛星軌道更新, 系統狀態變化和多普勒信息來計算潛艇位置.