信号灯:光通信中的摩尔斯发射器
信号灯:光通信中的摩尔斯发射器
信号灯(Signal lamp)是用于光通信的视觉信号设备,通常使用莫尔斯电码进行通信。现代信号灯是一种能产生光脉冲的聚焦灯。在大型版本中,这种脉冲是通过打开和关闭安装在灯前面的百叶窗来实现的,或者通过手动操作的压力开关,或者在后来的版本中自动实现。
第二次世界大战期间的信号灯训练
信号灯(有时称为 Aldis 灯或莫尔斯灯)是一种视觉信号设备,通过灯的闪烁进行光通信,通常使用莫尔斯电码。1867 年,皇家海军上尉菲利普·霍华德·科伦布 (Philip Howard Colomb) 首次将灯笼中闪烁的点和破折号的想法付诸实践。Colomb 的设计使用 Limelight 进行照明,他的原始代码与莫尔斯电码不同。第一次世界大战期间,德国信号员使用光学莫尔斯发射器名为 Blinkgerät,夜间射程可达 8 公里(5 英里),使用红色滤光片进行未被发现的通信。
现代信号灯通过打开和关闭安装在灯前的百叶窗或通过倾斜凹面镜来产生聚焦的光脉冲。直到今天,它们仍然用于海军舰艇和空中交通管制塔的航空灯光信号,作为飞机无线电完全故障时的备用设备。
历史
奥斯曼帝国的日光仪工作人员使用 A Blinkgerät(左)
Begbie 信号油灯,1918 年
信号灯是皇家海军在 19 世纪后期率先发明的。它们是皇家海军的第二代信号,在特拉法加海战之前,最著名的是用来传播纳尔逊的口号“英格兰期望每个人都能履行自己的职责”的国旗信号。
1867 年,皇家海军上尉、后来的海军中将菲利普·霍华德·科伦布 (Philip Howard Colomb) 首次将灯笼中闪烁的点和破折号的想法付诸实践。Colomb 的设计使用了 Limelight 进行照明。他的原始电码与摩斯电码并不相同,但后者后来被采用。
另一种信号灯是 Begbie 灯,这是一种带有透镜的煤油灯,可将光线聚焦很远。
在第一次世界大战的堑壕战中,有线通信经常被切断,德国信号使用三种类型的光学莫尔斯发射器,称为 Blinkgerät,这种中间类型在白天最远 4 公里(2.5 英里),夜间最远 8 公里(5 英里),使用红色滤光片进行未被发现的通信。
1944 年,英国发明家亚瑟·西里尔·韦伯·奥尔迪斯 (Arthur Cyril Webb Aldis) 为一种小型手持式设计申请了专利,该设计具有改进的快门。
设计
现代信号灯可以产生聚焦的光脉冲。在大型版本中,该脉冲是通过打开和关闭安装在灯前面的百叶窗来实现的,通过手动操作的压力开关,或者在以后的版本中,通过自动操作。对于手持式灯,凹面镜通过触发器倾斜,将光线聚焦成脉冲。这些灯通常配备某种形式的光学瞄准器,最常用于海军舰艇和空中交通管制塔,使用彩色信号进行停止或许可。在手动信号中,信号员将灯光对准接收船只并转动杠杆,打开和关闭灯上的百叶窗,以发出闪光,以用莫尔斯电码拼出短信。在接收船上,信号员通常会用双筒望远镜观察闪烁的灯光,并将代码翻译成文本。通过这种闪光灯设备可能的最大传输速率不超过每分钟 14 个字。
一些信号灯安装在船舶的桅杆上,也使用一些小型手持式信号灯。其他更强大的版本安装在基座上。这些较大的使用碳弧灯作为光源,直径为 20 英寸(510 毫米)。这些可用于向地平线发出信号,即使在明亮的阳光条件下也是如此。
现代使用
一名美国海军水手使用信号灯发送摩尔斯电码
信号灯至今仍在海军舰艇上使用。它们提供方便、相对安全的通信,这在无线电静默期间特别有用,例如对于在大西洋战役期间运营的车队。
英联邦海军和北约部队在无线电通信需要静音或可能进行电子“欺骗”时使用信号灯。此外,鉴于夜视设备在当今武装部队中的普遍性,夜间信号通常由在电磁波谱的红外 (IR) 部分运行的灯完成,因此不太可能被检测到。由于数字通信的技术进步,所有现代力量都紧随其后。
信号灯仍然用于空中交通管制塔的航空灯信号,作为飞机无线电完全故障时的备用设备。灯光信号可以是绿色、红色或白色,也可以是稳定的或闪烁的。消息仅限于少数基本指令,例如,“land”、“stop”等;它们不用于传输(复杂的)摩尔斯电码消息。飞机可以通过摇动机翼或闪烁着陆灯来识别信号。
新的技术自动将文本转换为莫尔斯电码。