К питання історію радіозв'язку

К питання про історії радиосвязи

Георгий Члиянц Если розібратися глибше, то радіозв'язок (прийнято називати його узагальненим словом «радіо ») почалася ні з А. Попова і Р. Марконі. Як і більшість інші успіхи у електриці і магнетизмі, вона виходить з винаходах і відкриттях англійського фізика Майкла Фарадея (1791−1867) і роботах видатного англійського математика і фізика Джеймса Клерка Максвелла (1831−1879).

Среди багатьох відкриттів Фарадея було роз’яснення в 1831 р. принципу електромагнітної індукції. Маючи хисту передбачення, він писав 1832 р.: «Гадаю, що поширення магнітних сил від магнітного полюси, хвиль лежить на поверхні обуреної води та звуку повітря мають споріднену основу. Інакше кажучи, я вважаю, що теорія застережень застосовна до цього явища, як і до звуку і, цілком можливо, до світла » .

Максвелл був згоден із цим твердженням. Проте наука розвивалася повільно, і у 1855 р. він статтю «Про силових лініях Фарадея », а 1864 р. дав світу свою приголомшуючу роботу «Динамічна теорія електромагнітного поля » .

Эта стаття містила те, що ми сьогодні називаємо рівняннями Максвелла. Вона пояснювала все відомі явища електромагнетизму, і навіть пророкувала існування радіохвиль і можливість їх поширення зі швидкістю света.

22 листопада 1875 р. американський винахідник і підприємець Томас Алва Едісон (1847−1931) спостерігав, як після виникнення сильної іскри між полюсами індуктора в розсипаних на столі вугільних зернах проскакивали іскри, буде записано тоді свій щоденник нагляд «ефірної сили ». Hо потім якось забув про цьому. По крайнього заходу до 1883 г.

В 1887 р. теоретичні висновки Максвелла були експериментально підтверджені німецьким фізиком Генріхом Рудольфом Герцем (Херцем) (1857−1894). Використовуючи іскрової передавач і рамкову антену з гаком зазором (вібратор Герца) як приймача, він передавав та одноособово приймав радіохвилі у своїй лабораторії в Карлсруе. Понад те, він застосував відбивне пристрій щоб виявити стоячих хвиль і показав, що радіохвилі підпорядковуються всі закони геометричній оптики, включаючи рефракцію і поляризацію. Вперше дав опис зовнішнього фотоефекту, розробляв теорію резонансного контуру, вивчав властивості катодних променів і вплив ультрафіолетових променів на електричний разряд.

Пионером самої ідеї радіозв'язку з права можна й болгарського вченого Петра Атанасова (Хаджиберовича) Берона (1800−1871), що у додатку до III тому (з. 906−944) семитомной «Панепистемии «(панепистемия — всенаука, т. е. єдина наука існуючого світу; французьке видання періоду 1861−1870 рр. зберігається у Національній бібліотеці св. Кирила і Мефодія Софії) наводить свій проект бездротового передачі повідомлень як у суші, і за водою. Проект містив багато технічні креслення майбутнього бездротового телеграфа.

Строго кажучи, практична ера радіозв'язку бере свій відлік з 1883 р., коли Едісон відкрив під назвою іменем Тараса Шевченка ефект, намагаючись продовжити термін їхньої служби створеній ним раніше лампи із вугільною ниткою введенням у її вакуумний балон металевого електрода. Заодно він виявив, що й прикласти до электроду позитивне напруга, то вакуумі між цим електродом і ниткою протікає струм. Це явище, яке, до речі, був єдиним фундаментальним науковим відкриттям великого винахідника, є основою всіх електронних ламп і всієї електроніки дотранзисторного періоду. Їм були опубліковані матеріали з приводу так званому ефекту Едісона було отримано відповідний патент. Проте Едісон не довів своє відкриття до кінцевих результатов.

Некоторые критики у першій половині XX-го століття видавали даний факт як свідчення те, що він був дощенту наполегливим ремісником, а чи не великим ученим. Захищаючи ж Едісона, історики відзначали, що на той короткий час він був повністю зайнятий багатьма іншими винаходами і організацією різноманітних виробництв у сфері электрорадиотехники: в 1882 р. його участі була перша електростанція на вул. Пирл-Стрит у Нью-Йорку, й у 1883 р. Едісон був поглинеться багатьма фінансовими, організаційними і технічними проблемами. У рік він створив багато приладів та пристроїв (зокрема потужні электогенераторы, фонограф, прототип диктофона, железо-никилиевый акумулятор і др.).

Тем щонайменше з 1883 по 1904 рр. як Едісон, а й ніхто інший не здогадалися використовувати вищевказаний ефект до створення трехэлектродной вакуумної лампи (яку згодом, після його винаходи в 1906 р., для простоти називали всеосяжним словом «підсилювач »), здатної детектувати і посилювати електричні сигнали. Можливо, до всього було достатніх спонукальних мотивів. Щоправда, винахід підсилювача дозволило б вдосконалити телефон, що наприкінці кінців зроблено, але він успішно працював і него.

Шотландский винахідник Александер Грехем Белл (1847−1922) — професор фізіології органів промови Бостонського університету — в 1876 р. США отримав патент на винайдений їм телефон, в 1877 р. — патент на мембрану і арматуру, а 1884−1886 рр. — ряд патентів у області запису і відтворення звука.

В 1890 р. француз Едуард Бранлі винайшов когерер — прилад для реєстрації електромагнітних коливань. Щоправда, у його когерере доводилося щоразу струшувати залізні опилки.

Автоматизировал той процес (приєднав до когереру Бранлі встряхивающий його мініатюрний молоток) російський физик-электротехник і винахідник Олександре Степановичу Попов (1858−1905/1906). Щоб підвищити чутливість апарату А. З. Попов одне із висновків когерера заземлив, а інший приєднав до високо піднятому кусневі дроту — створивши в такий спосіб першу антену. Це пристрій було продемонстровано 7 травня 1895 р. на засіданні Російського фізико-хімічного суспільства (РФХО) й ввійшло до історії як «грозоотметчик », тому що було перше пристрій, спеціально призначене для реєстрації дискретних посилок електромагнітних хвиль, позаяк у той час були відсутні радіопередавачі і було можливість реєстрації посилок атмосферного характера.

12 березня 1896 р. у Санкт-Петербурзі, на засіданні РФХО А. З. Попов, використовуючи вибраторные антени з рефлекторами, передав перше радиосообщение, що складається з двох слів — «Генріх Герц «- на відстань 250 м. У 1900 р. міжнародному электротехническом конгресі у Парижі Попову присуджували Золота медаль і диплом Всесвітньої виставки за апаратуру бездротового телеграфа.

Передача повідомлення стало можливим завдяки телеграфної азбуці, що у 1838 р. винайшов американський інженер-винахідник Самюел Финли Бриз Морзе (1791−1872).

Независимо від А. З. Попова у тому року в Понтеццио (біля Болоньї, Італія) італійський радіотехнік і підприємець Гульєльмо Марконі (1874−1937), використовуючи заземлені антени, передав на радіо телеграфні сигнали на відстань близько 2,5 км (2 липня 1896 р. подано патентна заявка і отримано патент Великобританії в 1897 р. — «Удосконалення у передачі електричних імпульсів і сигналів в апаратурі «).

Признанную ученим світом пріоритетність Марконі перед Поповим, певне, можна пояснити лише тим, що Морське відомство Росії, в якій служив Попов, швидко зрозуміло потенціал його винаходу і всі роботи засекретило.

Внедрение дальньої бездротового радиотелеграфии зайняло ще кілька лет.

В 1898 р. Р. Марконі організував радіозв'язок між Францією і Англией.

В початку 1900 р. апаратура бездротового телеграфу А. Попова (включаючи його «Телефонний приймач депеш », який того року запатентували в Англії й у Франції, а 1901 р. — у Росії) застосували для зв’язки у час робіт з ліквідації аварії броненосця «Генерал-адмірал Апраксин «поблизу шведського про. Гогланд і за порятунок рибалок, забраних на крижині у морі. При цьому дальність зв’язку сягнула 45 км (в 1901 р., у реальних корабельних умовах, А. З. Попов одержав дальність зв’язку близько 150 км).

В тому самому 1900 р. хорватський винахідник (тоді громадянин Австро-Угорську імперію) Нікола Тесла (1856−1943) продемонстрував у Нью-Йорку дистанційне радіокерування моделі кораблі та публічно заявив можливість передачі електроенергії через Атлантичний океан з допомогою радіохвиль. У основі його винаходи лежала ідея електричного резонансу (що випереджало аналогічні ідеї Едісона). Своє пристрій він їх назвав «Світова система ». Колосальна металева вежа мала акумулювати електроенергію, і посилати по суворо поданого променю прямо «до рук «споживачеві без будь-яких проводів. Але… відомий американський мільярдер Джон Морган стане фінансувати цьому проекті. Є версія, що секрет передавання електроенергії без дротів у Теслы викупив інший мільярдер — Форд, який побоювався величезних збитків від винаходи у своїй автомобільної индустрии.

Позднее, це послугувало правовою підставою в 1943 р. Верховний суд США прийняти рішення про анулювання відповідного патенту Р. Марконі, як і пріоритетного у цій області. Не недавно американські вчені під керівництвом Джеймса Корума довели, ідея Теслы — не така вже фантастика, він справді створив такий устрій… Одержуючи нагороди на вшанування свого 80-річчя, Hикола Тесла якось обмовився, що він «відкрив метод випрямлення викривленого простору й ще деякі речі, зокрема й вкрай економічне виробництво радію, ціною 2 долара за кілограм. Під керівництвом Теслы вже у 1899 р. була споруджена радіостанція потужністю 200 кВт в прим. Колорадо.

12 грудня 1901 р. Р. Марконі здійснив односторонню «радіозв'язок «через Атлантичний океан — між Полдху (Корнуел в Англії, де нині розташований клуб PARC) і мисом Код (ст. Сент-Джеймс в Ньюфаундленді, де нині розташований історичний музей Signal Hill — VO1AA/VO1S). У Корнуэлле було встановлено передавач під умовним назвою «SS », який працював на принципі високого іскрового розряду велику антену (20 щогл заввишки по 70 м).

4 серпня 1903 р. у Берліні зібралася Перша міжнародна конференція по радиотелеграфии, решавшая питання регулювання і місцевого контролю роботи радиостанций.

Эта конференція стала наслідком інциденту, який стався 1902 р., коли прусський принц Генрі - брат кайзера, намагався передати на радіо з військового корабля Deutschland президенту США Франкліну Рузвельту радіограму з вдячністю за який вчинила гостинність. Станція фірми Marconi, розташована на о-ве Нантакет, відмовилася її прийняти, оскільки корабель було облаштовано радіоапаратурою конкуруючої фирмы.

Конференция ухвалила постанову, яке проголошувало: " …кожна станція зобов’язана підтримувати зв’язку з будь-який інший станцією, не зважаючи на те, яка радіотелеграфна система прийнята в цій станції «.

Таким чином, почавши повинна розвиватися у ХІХ столітті, на початку ХХ століття радіозв'язок настільки вдосконалилося, що у хорошому підсилювачі прийнятих сигналів стала очевидной.

Если першим кроком по дорозі створення такої підсилювача було відкриття ефекту Едісона, то другим кроком — избретение англійським ученим Джоном Амбрози Флемінгом (1849−1945) в 1904 р. вакуумного діода (детектора). Д. Флемінг в 1877—1881 рр. працював під керівництвом Дж. Максвелла; з 1881 р. — науковий консультант лондонській компанії Edison Electric Light, і з 1899 р. — працює у Акціонерному суспільстві Мarconi Co. Діод ним було винайдено по тому, як і дізнався у 1884 р. про ефект Едісона від самої Едісона. Д. Флемінг назвав свій термоионный вентиль выпрямителем високочастотного змінного струму. Він випрямляв радіочастотні сигнали, але може їх усилить.

Третий крок у створенні підсилювача було здійснено американським радиоинженером-изобретателем і підприємцем Лі де Форестом (1873−1961), який 25 жовтня 1906 р. подав заявку видачу патенту (патент від 1907 р.) на трехэлектродную вакуумну лампу — знаменитий аудион. А перші його прилади мали дуже низька посилення. Треба було робити додаткові дослідження, щоб перетворити аудион в справді корисний усилитель.

На це пішло років. Цим новим пристроєм стала регенеративна схема американського ученого-радиотехника Едвіна Говарда Армстронга (1890−1954, член клубної аматорською радіостанції з позивних сигналом 1BCG), створена ним з урахуванням аудиона 22 вересня 1912 р., та був і схему регенеративного приймача (одночасно коїться з іншими винахідниками: американцями Лі де Форестом і Ирвингом Ленгмюром, а також німцем Олександром Мейснером), яку в 1913 р. отримав патент.

В 1917 р. Армстронг удостоївся американським Інститутом радіоінженерів (ІРІ) медалі Пошани за роботи з регенерації і генерації коливань. Щоправда, після 20-річного судового розгляду Верховного суду США визнав авторитет Фореста у цих роботах, і Армстронг хотів повернути медаль ІРІ, та його Рада директорів одноголосним рішенням відмовився її прийняти Європу і знову підтвердив її присудження Армстронгу. У 1918 р. він створив сверхрегеративный приймач (й у час сверхрегенерация ще застосовується у приймачах з параметрическим посиленням, так як його щодо широка смуга пропускання, стійкість і високе посилення йдуть на роботи у так называмом S-диапазоне — довжина хвилі 10 див), а 1921 р. — супергетеродинный приймач; він був тут піонером у сфері частотною модуляції. Всі його винаходи швидко приймалися промисловістю, причому часто з порушенням його патентних прав. Через багаторічних судових позовів зі фірмою RCA Еге. Армстронг трагічно покінчив життя самоубийством.

О необхідності радіозв'язку вже не сумнівався після катастрофи у квітні 1912 р. «Титаніка », погибающий радист якого Філіпс встиг передати сигнал SOS, який було почуто і що дозволило врятувати частина пассажиров.

Во час Першої Першої світової все радіопередавачі працювали із застосуванням з так званого іскрового розряду. Телеграфні сигнали, передані цими станціями, легко перехоплювалися противником, оскільки займали широкий частотний спектр. І раптом сталося незрозуміле — все німецькі радіостанції нібито раптово замовчали. Серед союзників Антанти вибухнула справжня паніка: «Певне, готується якесь наступ й бояться просочування інформації! «.

Тайну ж такого «мовчання », розгадав російський учений Михайло Шулейкин, який ухвалив, німецькі радіостанції замість застосування іскрового розряду перейшли передати незатухающих коливань на певної частоті - використовувався ефект співочої дуги (відкритий ірландським інженером Дудделем, який, сутнісно, першою у світі застосував в радіозв'язку коливальний контур).

В 1915 р. був здійснено історичний експеримент, коли мовні сигнали успішно передавалися з Арлингтона (прим. Вірджинія) до Парижа. Експериментальна система використовувала регенеративную схему як і приймальнику, і у передавачі. У апаратурі стояли лампи зі значно підвищеним коефіцієнтом посилення, які з рахунок поліпшення вакууму в балоні створили Ірвінг Лангмюр (фірма General Electric) і Гарольд Арнольд (фірма Western Electric).

Следует відзначити, що з «батьків «радіозв'язку Р. Марконі вважав за краще, щоб «наріжним каменем «його бездротового телеграфу залишалася абетка Морзе, а бездротового передачі промови не бачив ніякого корисного применения.

В кінці вересня — початку жовтня 1917 р. на кораблях Балтійського флоту випробовувався радіотелефон системи системи А. Т. Углова, який виготовили на Радиотелеграфном заводі Морського відомства Росії. Була досягнута дальність радіозв'язку в 25 верст.

После закінчення Першої Першої світової багато радіоаматори повернулися додому з армії, зберігши великий інтерес до радіо. У значною мірою відбувалося його зростання завдяки їхнім знайомству у період перебування до армій з сучасними розробками у цій області. Радіоаматори, кількість яких постійно зростала, склали на перших порах основну групу энтузиастов-радиослушателей, які хобі - послужило «стартом «у розвитку світового радиовещания.

В 1920 р. американський радіоаматор на прізвище Конрад (його ім'я і позивний, на жаль, невідомі), працював у цей час фірмі Westinghouse, переробив свою ЛРС, що була їм сконструйована в 1916 р., до роботи передати як «телефон «і почав вести віщальні передачі. Він заявив, що вести їх за дві години на вечірній час у середу і суботах. У районі р. Пітсбурга його сообшение зустріли з більшою цікавістю. Місцевий магазин закупив партію детекторных радіоприймачів, хто був швидко розпродані бажаючим, що підготувало грунт рішення з приводу створення віщальної радиостанции.

Харольд Х. Бевередж (1893−1992, позивний W2BML), що з Райсом і Келлогом, працюючи в фірмі General Electric, в 1917 р. розробили приймальню хвилясту антену, яка отримала назва Beverage. У 1920 р. перейшов працювати в RCA. Там 1928 р. що з Х. Про. Петерсоном і Дж. Б. Муром він став співавтором чергового винаходи — разнесенного прийому сигналів. У цьому системі застосовувалися три антени, розношені на відстань до 300 м друг від друга. Выпрямленные прийомні сигнали на виходах трьох окремих приймачів підсумовувалися спільною для опір нагрузки.

Бевередж був володарем понад 40 патентів, лауреатом багатьох почесних звань і нагород — зокрема й нагороду Президента США, одержаний прибуток у 1948 г.

Не який сягнув ще двадцяти років Харолд Олден Уилер (1903;?, позивний ніхто не знає), працюючи самостійно, придумав нейродинную схему приймача. Він знав з приводу створення Л. А. Хазелтайном в 1918 р. аналогічної схеми, яку ще лежить у стадії патентування. Проте, отримавши патент, Хазелтайн передбачив грошові відрахування на користь Уилера й запросив молодого винахідника працювати у свою фірму. За роботи з повного математичного розрахунку нейродинной схеми «Радіоклуб Америки «нагородив в 1937 р. професора Л. А. Хазелтайна медаллю «Армстронга ». Перебуваючи вдома, під час різдвяних канікул 1925 р. Уилер створив схему автоматичної регулювання посилення (АРУ) для радіоприймачів з амплітудної модуляцією, яка забезпечувала практично постійну гучність широтою діапазону змін рівня ВЧ-сигналов. Його схема АРУ була простоти: один ламповий триод, включений як діод, служив одночасно для детектування сигналу й у створення усунення, регулюючого посилення. Дане винахід Уилера оприлюднив у 1926 р. фірмою Hazeline, де він пропрацював уже багато лет.

С цього історичного моменту радіозв'язок (як і весь радіотехніка загалом) почала розвиватися більш стрімко: супергетеродин, однополосная зв’язок, радионавигация, телебачення та т. буд. — усе це тільки п’яту частину винаходів у першій половині XX века.

Список литературы

Proceedings of the IRE, 1962, № 5, 2 частини, 1517 з.

Электроника: минуле, справжнє, майбутнє. Пер. з анг. під ред. чл.-кор. АН СРСР У. І. Сифорова. М., Світ, 1980. 296 з.

Коллекция А. З. Попова (каталог). СПб., ЦМС їм. А. З. Попова, 1995. 141 з.

БСЭ. Вид. 3-тє. Т. 1, 5, 6, 10, 12, 15, 18−20, 24−30. М., Рад. енциклопедія, 1970;1978.

Члиянц Р. Біля джерел світового радиолюбительского руху (Хроніка: 1898−1928). Львів, 2000. 48 з.

Члиянц Р. Зародження радіозв'язку (хроніка й ролі радіоаматорів). Радіоаматор, 2001, № 4, з. 27−28; № 5, із 23-ї.

Члиянц Р. З класичних схем. РАДИОхобби (Київ), 2000, № 4, з. 2−3.

Члиянц Р. Радіоаматори — хто є! Львів, 2000. 38 з. Радіо, 2001, № 12.