火花送信機

火花送信機の歴史と技術

火花送信機は、かつて無線通信において広く使用されていた装置で、その基本的な動作は間隙を設けた電極に高電圧を加えることによって火花を発生させ、その火花放電から電波を生成するというものです。これには大きく分けて、普通火花間隙、瞬滅火花間隙、回転火花間隙という三つの方式があります。

普通火花送信機

普通火花送信機は、比較的広い火花間隙を持ち、高電圧を印加することによって電波を発生させます。しかし、この方式にはいくつかの欠点がありました。1つは、火花放電時に発生する爆音と電極の腐食、さらには電弧の発生です。これらの問題に対処するために、腐食に強い真鍮製の電極や、電弧発生を防ぐための圧縮空気を用いて火花間隙を冷却する方法が採用されました。しかし、普通火花送信機の最大の問題は、その伝送する電波が持続性を欠くため遠距離通信には不向きであることでした。

初期型と同調式

無線の初期段階では、普通火花送信機には同調回路が必要なく、電波の周波数は主にアンテナの長さで調整されました。このため送信される電波は周囲の無線通信と混線しやすいという課題がありました。しかし1900年に同調式が発明され、周波数の切り替えが可能になりました。日本の軍事通信でもこの技術が導入され、1901年には三四式無線電信機が完成しましたが、しばらくは同調式と非同調式の両方が並行して使用されていました。

瞬滅火花送信機

1906年にはドイツの物理学者マックス・ヴィーンによって瞬滅火花送信機が発見されました。この方式は、非常に狭い火花間隙に火花を形成し、持続電波に近い電波を生成します。冷却のためにアルコール蒸気や不活性ガスを吹き付ける設計も導入され、爆音問題の解消や洪水状態での送信のしやすさが向上しました。日本海軍もこの技術を取り入れ、試験後に通常の火花送信機を順次変えていきました。

回転火花送信機

回転火花送信機は、電動機で回転する円盤式の電極が使用され、固定電極との対向時に放電を起こします。この方式は、火花放電後に電極が離れるため、電弧なんの発生を防ぎ、風による冷却効果も得ることができます。また、放電タイミングを電源に同期させることで、清らかな単一周波数の電波を発信することが可能です。

その他の方式

圧電素子式送信機や電弧式送信機も存在します。圧電素子は、ライターの点火などに用いられ、電源不要の利点があります。電弧式送信機はアーク放電を使用して送信しますが、維持が難しく、周波数が雑音を伴うため、他の通信技術に急速に取って代わられました。


火花送信機は、無線通信技術の発展において重要な役割を果たし、その後の通信技術へと引き継がれていきました。その基本原理を基に、現代の通信機器が進化を続けています。

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