Кіріспе
Радиобайланыстың тууына дейін ондаған жылдар бойы теориялық негіздерді қалыптастыру, радио толқындарды ашу және тәжірибелік зерттеу, сондай-ақ оларды тарату және қабылдауға қатысты инженерлік және техникалық жетістіктер болды. Осы жетістіктер Гульельмо Маркониге радио толқындарын сымсыз байланыс жүйесіне айналдыруға мүмкіндік берді. Электрлік телеграфқа қажетті сымдарды жою, сымсыз телеграф құру идеясы радиобайланыс орнатылғанға дейін көп бұрын пайда болған. Өнертапқыштар электр өткізгіштігі, электромагниттік индукция немесе басқа да теориялық идеяларға негізделген жүйелерді жасауға тырысты. Бірнеше өнертапқыштар/экспериментаторлар радио толқындар құбылысын оның бар екені дәлелденбеген кезде-ақ кездестірді; ол кезде бұл электромагниттік индукция деп есептелді. Генрих Рудольф Герц 1880 жылдары электромагниттік толқындарды, соның ішінде радио толқындарды ашты, бұл 1800 жылдардың басында электр мен магнетизм арасындағы байланыс туралы теориялық зерттеулерден кейін болды. Бұл жұмыс 1873 жылға қарай Джеймс Клерк Максвеллдің электромагниттік сәулелену теориясына әкелді, оны Герц тәжірибе жүзінде көрсетті. Герц электромагниттік толқындарды аса пайдалы деп санамады. Оливер Лодж және Джагадиш Чандра Боз сияқты басқа да экспериментаторлар электромагниттік толқындардың физикалық қасиеттерін зерттеді және электромагниттік толқындардың таралуын және қабылдауын жақсарту үшін электр құрылғылары мен әдістерді жасады. Бірақ олар электромагниттік толқындарға негізделген байланыс жүйесін дамытудың маңыздылығын түсінбеді. 1890 жылдардың ортасында физиктер электромагниттік толқындарды зерттеу үшін қолданған әдістерге сүйене отырып, Гульельмо Маркони ұзақ қашықтыққа арналған алғашқы радиобайланыс аппаратын жасады. 1900 жылдың 23 желтоқсанында канадалық өнертапқыш Реджинальд А. Фессенден электромагниттік толқындар арқылы аудио (сыз телефон) жіберген алғашқы адам болды, ол шамамен 1,6 километрге сәтті таратылды. Ал алты жылдан кейін, 1906 жылғы Рождество қарсаңында ол алғашқы рет жария радио хабарлама жасады. 1910 жылға қарай осы түрлі сымсыз жүйелер «радио» деп аталды.
The invention of radio communication was preceded by many decades of establishing theoretical underpinnings, discovery and experimental investigation of radio waves, and engineering and technical developments related to their transmission and detection. These developments allowed Guglielmo Marconi to turn radio waves into a wireless communication system. The idea that the wires needed for electrical telegraph could be eliminated, creating a wireless telegraph, had been around for a while before the establishment of radio based communication. Inventors attempted to build systems based on electric conduction, electromagnetic induction, or on other theoretical ideas. Several inventors/experimenters came across the phenomenon of radio waves before its existence was proven; it was written off as electromagnetic induction at the time. The discovery of electromagnetic waves, including radio waves, by Heinrich Rudolf Hertz in the 1880s came after theoretical development on the connection between electricity and magnetism that started in the early 1800s. This work culminated in a theory of electromagnetic radiation developed by James Clerk Maxwell by 1873, which Hertz demonstrated experimentally. Hertz considered electromagnetic waves to be of little practical value. Other experimenters, such as Oliver Lodge and Jagadish Chandra Bose, explored the physical properties of electromagnetic waves, and they developed electric devices and methods to improve the transmission and detection of electromagnetic waves. But they did not apparently see the value in developing a communication system based on electromagnetic waves. In the mid 1890s, building on techniques physicists were using to study electromagnetic waves, Guglielmo Marconi developed the first apparatus for long distance radio communication. On 23 December 1900, the Canadian inventor Reginald A. Fessenden became the first person to send audio (wireless telephony) by means of electromagnetic waves, successfully transmitting over a distance of about a mile (1.6 kilometers,) and six years later on Christmas Eve 1906 he became the first person to make a public wireless broadcast. By 1910, these various wireless systems had come to be called "radio".
Тәжірибелер мен ұсыныстар
Беренд Вильгельм Федерсен, неміс физигі, 1859 жылы Лейпцигте жеке ғалым ретінде Лейден ыдысымен тәжірибелер жасап, электр ұшқындарының демпферленген тербелістерден тұратынын дәлелдеді. 1870 жылы неміс физигі Вильгельм фон Безольд конденсатордың разрядынан өткізгіштерде туындайтын алға және кері тербелістердің интерференциялық құбылыстарға себеп болатынын анықтады және көрсетті. 1876 жылы профессорлар Элиу Томсон мен Э. Дж. Хьюстон жоғары жиілікті тербелістік разрядтар бойынша бірқатар тәжірибелер мен байқаулар жасады. 1883 жылы Джордж Фицджеральд Британ қауымдастығының мәжілісінде электромагниттік толқындардың конденсатордың разряды арқылы туындатынын ұсынды, бірақ бұл ұсынысқа ешкім ден қоймады, мүмкін, толқындарды анықтауға қолайлы құрал болмағандықтан. Румкорф катушкасын қолданып, ұшқыштарды (ұшқыр аралығындағы таратушы) жасап, жақын жердегі металл орамды антеннадағы ұшқындарды бақылап, 1886 және 1888 жылдар аралығында Герц Максвелл теориясын растайтын бірқатар ғылыми тәжірибелер жүргізді. Герц өзінің нәтижелерін 1887 және 1890 жылдар аралығында бірнеше мақалалар түрінде және 1893 жылы толық кітап ретінде жариялады. Жарияланған мақалалардың біріншісі "Өте жылдам электр тербелістері туралы" 1886 жылдың соңы мен 1887 жылдың басына дейінгі зерттеулерінің хронологиялық барысын баяндайды. Электромагниттік радио толқындары ("Герц толқындары") алғаш рет ашық кеңістікте ұшқырлық құрылғы арқылы жіберілгені және қысқа қашықтықта анықталғаны дәлелденді. Герц тарату және қабылдау антенналарының индуктивтілігі мен сыйымдылығын өзгерту арқылы сәулеленген толқындардың жиілігін белгілі бір деңгейде бақылай алды. Ол электромагниттік толқындарды бұрыштық және параболалық рефлекторларды пайдаланып шоғырландырып, радионың жарық сияқты әрекет ететінін көрсетті, бұл Максвеллдің электромагниттік теориясы 20 жылдан астам бұрын болжаған. Көптеген физиктер Герц толқындары оптикалық телеграф сияқты жүйелерде (жарық орнына) қолданылуы мүмкін екенін тез түсінді: мысалы, Ричард Трлфолл мен Джон Перри 1890 жылы, Александр Пельхам Троттер 1891 жылы және Фредерик Томас Траутон 1892 жылы осы мүмкіндік туралы ойлар айтты, бірақ олардың барлығы телеграфтық нүктелер мен сызықтарға қарағанда қысқа жарқыраулар тұрғысынан қарастырды. 1892 жылғы ақпандағы "The Fortnightly Review" журналында жарияланған "Электр қуатының кейбір мүмкіндіктері" атты мақаласында сэр Уильям Крукс сымсыз телеграфты бір жыл бұрын жасалғанын айтты, бірақ қолданылған әдіс пен түрі сипатталмады. Герцтің денсаулығы 1892 жылы ауыр инфекциядан кейін нашарлап, 1894 жылы қайтыс болды, сондықтан радио толқындарымен байланыс өнерін практикалық түрге енгізуді басқаларға қалдырды.
Прегерцтік радио толқындарды анықтау
1789–91 жылдары Луиджи Гальвани жақын жерде пайда болатын ұшқынның скальпельмен ұсталған бақаның аяғында дікілтуге (конвульсияға) себеп болатынын байқады. Әртүрлі тәжірибелерде ол найзағайдан және зарядталған Лейден банкасынан шыққан жарқылдың уақыт өте келіп жоғалып, жақын маңдағы ұшқын пайда болғанда қайта жаңаруын байқады. Жозеф Генри 1840 жылдардың басында найзағайдан магниттелген инелерді байқады. 1852 жылы Сэмюэл Альфред Варли атмосфералық электр разрядтарының әсерінен металл ұнтақтарының кедергісі күрт төмендегенін байқады. Ол өзінің жаңа микрофонының дизайнына негізделген (кейінірек когерлер немесе кристалл детекторлары деп аталатын детекторларға ұқсас) осы белгісіз "қосымша токты" анықтауға арналған жетілдірілген детекторды жасады және индукциялық тепе-теңдігін үзіп, ұшқын тізбегін жасаудың жолын тапты. Әртүрлі тәжірибелер арқылы ол телефондық құрылғысын көшеде алып жүргенде осы "әуе толқындарын" қабылдай алатынын анықтады. 1880 жылдың 20 ақпанында ол өзінің тәжірибесін Корольдік қоғамның өкілдеріне – Томас Генри Хакслиге, сэр Джордж Габриэль Стоуксқа және қоғам президенті Уильям Споттисвудқа көрсетті. Стокс Хьюз көрсеткен құбылыстың ауа арқылы жүретін өткізгіштік емес, электромагниттік индукция ғана екеніне көз жеткізді. Хьюз физик болмағандықтан, Стоукстің байқауларын қабылдаған секілді және тәжірибелерін одан әрі жалғастырмады.
On 20 February 1880, he demonstrated his experiment to representatives of the Royal Society including Thomas Henry Huxley, Sir George Gabriel Stokes, and William Spottiswoode, then president of the Society. Stokes was convinced the phenomenon Hughes was demonstrating was merely electromagnetic induction, not a type of conduction through the air. Hughes was not a physicist and seems to have accepted Stokes observations and did not pursue the experiments any further.
Бранли детекторы
1890 жылы Эдуард Бранли кейіннен "радиожетекші" деп атаған құрылғыны көрсетті, ал 1893 жылы Лодж оны радио толқындарын анықтауға арналған алғашқы сезімтал құрылғы – когерер деп атады. Герцтің тәжірибелерінен кейін көп ұзамай Бранли, қалыпты жағдайда жоғары электр кедергісіне ие бос металл сынықтары, электр тербелістері пайда болғанда кедергісін жоғалтып, электр тогын жақсы өткізе алатынын анықтады. Бранли металл сынықтарын шыны қорап немесе түтік ішіне салып, оларды қарапайым электр тізбегінің бөлігі ретінде көрсетті. Қолданылып жүрген түсіндіру бойынша, осы тізбектің жанында электр толқындары туындағанда, оларда электр қозғаушы күштер пайда болады, бұл сынықтарды бір-біріне жақындатып, яғни біріктіріп, осылайша олардың электр кедергісін төмендетеді. Сэр Оливер Лодж осы құрылғыны осы себепті когерер деп атады. Осылайша, қабылдағыш құрал – телеграф релесі, әдетте кішкентай батареядан ешқандай ток белгісін көрсетпейді, бірақ электр тербелістері пайда болғанда жұмыс істей алады. Бранли сондай-ақ, сынықтар бір рет біріккеннен кейін, олар төменгі кедергісін сақтайтынын, мысалы, түтікке соққанда ғана шашырап кететінін анықтады. Дегенмен, когерер радионың дамуымен бірге сенімді түрде қолдануға жеткілікті сезімтал болмады.
Лодждің демонстрациялары
Британдық физик және жазушы сэр Оливер Лодж Максвеллдің электромагниттік толқындарының бар екенін дәлелдеуге ең жақын келді. 1888 жылдың көктемінде Лейден банкасымен өткізілген тәжірибелер барысында, ол ұзын сымға қосылған, араларында кеңістік қалған ұшқыштар арқылы әртүрлі өлшемдегі ұшқыштарды және сым бойымен толқын ұзындығына байланысты жарқырау үлгісін байқады. Өз нәтижелерін ұсынбас бұрын, ол Герцтің осы мәселе бойынша жасаған дәлелдемелерін білді. 1894 жылдың 1 маусымында Оксфорд университетінде Британдық ғылымды дамыту қауымдастығының мәжілісінде Лодж, жақында қайтыс болған Герцтің еңбектері және неміс физигінің 6 жыл бұрын электромагниттік толқындардың бар екенін дәлелдеуі туралы естелік лекциясын оқыды. Лодж «Герц толқындары» (радио толқындары) деп аталатын толқындардың жартылай оптикалық сипатын көрсетіп, олардың жарық пен көруге, соның ішінде шағылысу мен таралуға ұқсастығын демонстрациялады. Маусым айының соңында және 1894 жылдың 14 тамызында ол ұқсас тәжірибелер жасады, трансляция қашықтығын 55 метрге дейін арттырды. Лоджтың лекциялары кеңінен таралды, ал оның әдістері Аугусто Риги және оның шәкірті Гульельмо Маркони, Александр Попов, Ли де Форест және Джагадиш Чандра Бозе сияқты басқа радио пионерлеріне әсер етті және олар оны одан әрі дамытты. Лодж сол кезде радио толқындарын сигнал беру немесе сымсыз телеграфия үшін пайдаланудың қандай да бір мәнін көрмегендей көрінеді, және оның лекцияларында байланыс көрсеткені туралы пікірталас бар. Радиобайланыс дамығаннан кейін Лоджтың лекциясы сымсыз телеграфияны (радионы) кім ойлап тапқаны туралы дау-жанжалдардың ортасына түсті. Оның радионы реттеудің алғашқы демонстрациясы және кейінгі дамуы (1898 жылғы Syntonic tuning патенті) Маркони компаниясымен патенттік дауларға әкелді. 1911 жылы Лодждың синтоникалық патенті тағы жеті жылға ұзартылғанда, Маркони патенттік дауды шешуге және патентті сатып алуға келісті.
Дж. С. Боз
1894 жылы қарашада үнді физигі Джагадиш Чандра Боз Калькуттада радио толқындарын қолдануды көпшілік алдында көрсетті, бірақ ол өзінің жұмысына патент алуға қызығушылық танытпады. Боз электромагниттік толқындарды пайдаланып, алыстан оқ-дәріге от қойып, қоңырау шалды, байланыс сигналдарын сымсыз жіберуге болатынын дәлелдеді. Ол радио толқындарын алысқа жіберіп, қабылдады, бірақ бұл жетістігін коммерциялық тұрғыдан пайдаланбады. Боз сигналдың лекция залынан, аралық бөлме мен дәліз арқылы өтіп, 75 фут (23 м) қашықтықтағы үшінші бөлмеге жететінін көрсетті, осылайша жол бойы үш қабырғадан өтіп, тіпті төрағаның (сол кезде вице-губернатор болған) денесінен де өтті. Осы қашықтықтағы қабылдағышта қоңырау шалуға, пистолет атуға және кішкентай минаны жаруға жететін энергия болды. Бұл нәтижеге қол жеткізу үшін Боз кішкентай радиаторымен заманауи сымсыз телеграфтың биік "антенналарын" еске түсіретін құрылғыны орнатты – 20 фут (6 м) биіктіктегі тіреуге орнатылған дөңгелек металл пластина радиатормен және ұқсас пластина қабылдағыш құрылғымен байланысты болды. Профессор Боз жасаған және "Жаңа электрополярископ туралы" мақаласының соңында сипаттаған "Кохерер" түрі сол кездегі сезімталдық пен ауқымды қанағаттандыруға жеткілікті болды. Кейіннен ол 1904 жылы нақты электромагниттік қабылдағыш үшін "Электрлік бұзылыстарды анықтаушы" марапатын алды. Боз зерттеулерін жалғастырып, радионың дамуына үлес қосты.
Поповтың найзағай детекторы
1894–95 жылдары орыс физигі Александр Степанович Попов Оливер Лодждың когерентті негізіндегі дизайнының жетілдірілген нұсқасын пайдаланып, радио қабылдағышты жасау бойынша тәжірибелер жүргізді. Оның когерентті автоматты түрде итермелейтін механизмі бар дизайны орман шаруашылығы қызметіне өртке себеп болатын найзағайдың соққан жерін анықтауға көмектесетін найзағайды анықтағыш ретінде құрастырылған. Оның қабылдағышы 30 км дейінгі қашықтықтағы найзағайды сезуге қабілетті болды. Попов қағаз рулондарына найзағайдың соққан уақытын автоматты түрде жаза алатын қабылдағыштың нұсқасын жасады. Попов 1895 жылдың 7 мамырында өзінің радио қабылдағышын Ресей физика және химия қоғамына таныстырды – бұл күн Ресей Федерациясында "Радио күні" ретінде тойланады және радионың ойлап табушысы ретінде Шығыс Еуропа елдерінде насихатталады. Оның зерттеулері туралы мақала сол жылы (15 желтоқсан 1895) жарияланды. Попов 1895 жылдың соңында радио толқындары арқылы алысқа сигнал беруге үміттенгенін жазды. Ол бұл өнертабысы үшін патент алған жоқ.
Тесланың қайығы
1898 жылы Никола Тесла радио/когерерге негізделген қашықтан басқарылатын қайық жасады, оны 1898 жылы көрсетті. Бұл қайықта хабар жіберуші мен қабылдаушы арасындағы құпия байланыс қамтамасыз етілген. Тесла өзінің бұл өнертабысын "телеавтомат" деп атады және оны басқарылатын теңіз торпедасы ретінде сатуға ниеттенді.
Маркони
Гульельмо Маркони Легхорн техникалық мектебінде оқыды және Болонья университетінің профессоры Аугусто Ригидің жарияланған еңбектерімен танысты. 1894 жылы сэр Уильям Прейс Лондондағы Корольдік институтқа сымсыз электр сигнализациясы туралы баяндама жасады. 1894 жылы Корольдік институттағы лекцияларда Лодж «Герцтің және оның кейбір ізбасарларының жұмысы» тақырыбында сөз сөйледі. Маркони 1894 жылы демалыста жүргенде Герцтің 1880 жылдары жасаған тәжірибелері туралы оқыды. Маркони Тесланың еңбектерімен де танысты. Осы кезде Маркони радио толқындарды сымсыз байланыс үшін пайдалануға болатынын түсіне бастады. Марконидің алғашқы аппараты Герцтің зертханалық аппаратын байланыс мақсатындағы жүйеге дамыту болды. Бастапқыда Маркони өзінің үйінің шатырындағы зертханасындағы қабылдағыштағы қоңырауды қосу үшін хабар таратушыны қолданды. Содан кейін ол эксперименттерін Болоньяға жақын орналасқан отбасылық эстатеға көшіріп, байланысты одан әрі жалғастырды. Ол Герцтің тік диполын металл табақпен жабылған тік сыммен алмастырды, ал қарсы терминалы жерге қосылды. Қабылдау бөлімінде Маркони шыбық саңылауын Эдуард Бранли және басқа да тәжірибешілер әзірлеген металл ұнтақ когерерімен алмастырды. Маркони 1895 жылдың соңында шамамен 2 шақырымға дейін радиосигналдарды жіберді. Маркони радиоға патент алды, британдық патент № 12,039, Электр импульстарын және сигналдарды таратуды және оларға арналған аппараттарды жақсарту. Толық сипаттама 1897 жылдың 2 наурызында берілді. Бұл Марконидің радиоға алғашқы патенты болды, бірақ ол басқа тәжірибешілердің әртүрлі бұрынғы әдістерін пайдаланды және басқалар көрсеткен құралға (соның ішінде Попов) ұқсас болды. Осы кезеңде сымсыз телеграфтық байланыс кеңінен зерттелді. 1896 жылдың шілдесінде Маркони өзінің өнертабысы мен телеграфтың жаңа әдісін Британ үкіметінің телеграф қызметінің бас инженері Прейске жеткізді, ол бұрынғы он екі жыл бойы сымсыз телеграфты индуктивті әдіспен дамытуға қызығушылық танытқан. 1897 жылдың 4 маусымында ол «Сымсыз кеңістікте сигнал беру» тақырыбында баяндама жасады. Прейс Лондондағы Корольдік институтта Маркони аппаратын көрсетуге және түсіндіруге көп уақыт арнады, Марконидің жоғары сезімталдық пен нәзіктікке ие жаңа реле ойлап тапқанын айтты. Маркони компаниясы 1897 жылы Марконимен құрылды, ол Сымсыз телеграф сауда сигналдары компаниясы ретінде белгілі болды. Сондай-ақ 1897 жылы Маркони Англияның Уайт аралындағы Нитон қаласында радиостанцияны құрды. Марконидің сымсыз телеграфын Пошта телеграф органдары тексерді; олар Бристоль каналында сымдарды қоспай Марконидің телеграф жүйесімен бірқатар тәжірибелер жүргізді. 1897 жылдың қазан айындағы сымсыз сигналдар Солсбери жазығынан Бат қаласына, 55 шақырым қашықтықта жіберілді. 1900 жылы Маркони эмпирикалық заңдылықты жасады, ол қарапайым тік жіберу және қабылдау антенналары үшін тең биіктікте, ең үлкен жұмыс істейтін телеграфтық қашықтық антенна биіктігінің квадраты ретінде өзгеретінін көрсетті. Бұл Маркони заңы деп аталды. Басқа тәжірибелік станциялар Пенертке жақын Лавернок нүктесінде; Flat Holmes аралында, каналдың ортасында және Сомерсет жағындағы Брен Даун аралында құрылды. Сигналдар бірінші және соңғы аталған нүктелердің аралығында, шамамен 13 шақырым қашықтықта алынды. Қабылдау құралы пошта кеңсесінің Морзе сиясы болды. 1898 жылы Маркони Англияның Челмсфорд қаласында Холл-стритте радио фабрикасын ашты. 1899 жылы Маркони Лондондағы Корольдік қоғамға ұсынған баяндамасында «телефон детекторы бар темір сынап темір когерерін» ойлап тапқанын жариялады. 1898 жылдың мамыр айында Ллойд корпорациясы үшін Ирландияның солтүстігіндегі Ратлин аралындағы Бэлликасл мен Маяк арасында байланыс орнатылды. 1898 жылдың шілдесінде Маркони телеграфы «Даблин экспресс» газетіне Кингстаун регаттасындағы яхта жарыстарының нәтижелерін жариялауға пайдаланылды. Бір құрал Кингстаундағы бөлмеде, екіншісі «Ұшқыр аңшы» кемесінде орнатылды. Жарыстың барысында 12 метрлік мачтаға бекітілген сым торлары арқылы бірнеше жүздеген хабар жіберіліп, дұрыс қабылданады. Бұл кезде Уэльс принсі, кейіннен король Эдуард VII, тізесін жарақаттады және Коуз шығанағында орналасқан корольдік яхта Осборнға кірді. Маркони өзінің аппаратын патшалық яхтаға, сондай-ақ Лейдивуд коттеджінде, Осборн үйінің аумағында, Уайт аралында, оның анасы королева Виктория тұрған жерде орнатты. 16 күндік емделу барысында 150-ден астам хабар жіберілді. Қашықтық аз болғандықтан, яхтаның қозғалысы кезінде кейбір жағдайларда биік төбелер аралық сымдардың үстінен өтіп кетті, бірақ бұл байланысқа кедергі келтірмеді. Бұл демонстрациялар Тринити Хаус корпорациясына жүйеді практикада сынауға мүмкіндік берді, Соңғы Сілтеу маяғынан, Доверге жақын және Гудвин құмдарындағы Шығыс Гудвин кемесінен арасында. Бұл орнату 1898 жылдың 24 желтоқсанында іске қосылды және құнды екені дәлелденді. Аппарат орнатылғаннан кейін оны арнайы оқытылған теңізшілермен жұмыс істеуге болатыны көрсетілді. 1898 жылдың соңында Маркони құрған электр толқындарымен телеграфия өзінің пайдалылығын көрсетті, әсіресе кеме мен кеме және кеме мен жағажай арасындағы байланыс үшін. Haven Hotel станциясы және Сымсыз телеграф мачтасы 1898 жылдан кейін Марконидің сымсыз телеграфия бойынша көптеген зерттеу жұмыстарын жүргізген жер болды. 1899 жылы ол Англия арнасынан хабарламалар жіберді. Сондай-ақ 1899 жылы Маркони Электр инженерлері институтына «Сымсыз телеграфия» баяндамасын жасады. Прейс лекцияда Марконидің және басқа британдық өнертапқыштардың жұмысын егжей-тегжейлі сипаттады. 1900 жылы Маркони компаниясы Марконидің сымсыз телеграф компаниясы болып қайта аталды. 1901 жылы Маркони күндізгі уақытта 366 метр (820 кГц) толқын ұзындығында трансатлантикалық радио жиілікті сигналдарды алғанын мәлімдеді. Маркони 1901 жылы Корнуоллдағы Полду мен Галуэй округіндегі Клифден арасында байланыс құру үшін Маркони үйінде, Рослар Страндта сымсыз хабар тарату станциясын құрды. Ол 1901 жылдың 12 желтоқсанында, қабылдау үшін желкенмен қолдау көрсетілген антеннаны пайдаланып, хабарламаның компанияның Полдудағы жаңа қуатты станциясынан жіберілгенін, Ньюфаундлендтің Сент-Джонс қаласындағы Сигнал төбесінде алынғанын мәлімдеді (қазір Канаданың бөлігі). Алынған хабарлама бұрыннан белгілі болған және Маркониға таныс болған, үш нүктеден тұратын Морзе әрпі «S» болды. Брэдфорд жақында теориялық жұмыстарға және тәжірибені қайта жасауға негізделіп, хабарланған табысқа күмәнді келтірді. 366 метр толқын ұзындығында алысқа тарату күндіз мүмкін емес екені белгілі болды, өйткені ғарыштық толқын ионосферамен күшті жұтылады. Естілген нәрсе тек кездейсоқ атмосфералық шу болған болуы мүмкін, бұл сигнал ретінде қате түсінілді, немесе Маркони сигналдың қысқа толқынды гармоникасын естіген болуы мүмкін. Бельроз және Брэдфорд сияқты тарихшылар Атлант мұхитының көпірленгеніне күмәнді келтірді...
Marconi was awarded the 1909 Nobel Prize in Physics with Karl Ferdinand Braun for their contributions to the development of wireless telegraphy. Marconi's demonstrations of the use of radio for wireless communications, equipping ships with life saving wireless communications, establishing the first transatlantic radio service, and building the first stations for the British shortwave service, have marked his place in history. In June and July 1923, Marconi's shortwave transmissions took place at night on 97 meters from Poldhu Wireless Station, Cornwall, to his yacht Elettra in the Cape Verde Islands. In September 1924, Marconi transmitted during daytime and nighttime on 32 meters from Poldhu to his yacht in Beirut. In July 1924, Marconi entered into contracts with the British General Post Office (GPO) to install telegraphy circuits from London to Australia, India, South Africa and Canada as the main element of the Imperial Wireless Chain. The UK to Canada shortwave "Beam Wireless Service" went into commercial operation on 25 October 1926. Beam Wireless Services from the UK to Australia, South Africa and India went into service in 1927. Electronic components for the system were built at Marconi's New Street wireless factory in Chelmsford.
Браун
Фердинанд Браунның маңызды еңбектері – таратушының генерациялық бөлігінде жабық резонаторлық контурды енгізу, оны сәулелену бөлігінен (антеннадан) индуктивті байланыс арқылы бөлу, сондай-ақ кейіннен қабылдау үшін кристалдарды қолдану болды. Браун алғашқыда Страсбург университетінде тәжірибелер жүргізді. Браун сымсыз байланыс тақырыбында көп жазды және "Электрик" және басқа да ғылыми журналдардағы көптеген мақалалары арқылы жақсы танымал болды. 1899 жылы ол конденсаторлар мен индукциялық катушкалар арқылы электротелеграфия және беттер арқылы сымсыз электросигналдарды беруге қатысты патенттерге өтініш берді. Сымсыз құрылғылармен айналысқан пионерлер белгілі бір қашықтыққа жеткен соң шектеулерге тап болды. Антеннаны тікелей разрядтық аралыққа қосу тек күшті өшірілген импульстар тізбегін тудырды. Осцилляциялар бірнеше циклдан кейін тоқтады. Браунның контуры энергияның катушка мен Лейден банкалары арасында ауысу кезінде аз жоғалуына байланысты ұзаққа созылған осцилляцияны қамтамасыз етті. Сонымен қатар, индуктивті антенналық байланыс арқылы сәулелендіргіш генераторға сәйкес келтірілді. 1899 жылдың көктемінде Браун әріптестері Кантор мен Зеннекпен бірге Солтүстік теңіздегі тәжірибелерін жалғастыру үшін Куксхафенге сапар шекті. 1899 жылдың 6 ақпанында ол АҚШ патентіне өтініш берді. Көп ұзамай ол Муцинг қаласына дейін 42 км қашықтықты қамтыды. 1900 жылдың 24 қыркүйегінде 62 км қашықтықта Хелиголанд аралымен радиотелеграфиялық сигналдар үнемі алмастырылды. Эльба өзеніндегі маяктар мен Куксхафендегі жағалау станциясы тұрақты радиотелеграфиялық байланыс қызметін бастады. 1901 жылдың 6 тамызында ол өтініш берді. 1904 жылға қарай Браун есімімен байланысты сымсыз телеграфтың жабық контурлы жүйесі кеңінен танылып, қабылданды. "Электрик" журналында жарияланған Браунның тәжірибелерінің нәтижелері қолданылған әдістен басқа да қызығушылық тудырды. Браун мәселені қанағаттанарлық және экономикалық тұрғыдан қалай шешуге болатынын көрсетті. Жабық контурлы осциллятордың артықшылығы, белгілі болғандай, осциллятор контурындағы кинетикалық энергияны пайдалану мүмкіндігінде, сондықтан мұндай контурға сәулелендіретін антеннамен қарағанда әлдеқайда үлкен сыйымдылық беруге болады, осылайша оның қолданылуы арқылы көбірек энергия сақталып, сәулелендіріледі. Браун разрядтық аралықты зарядтау үшін өте жоғары потенциалдарды пайдаланудан аулақ болды, сонымен қатар оны бөлу арқылы аз шығынды разрядтық аралықты қолданды. Алайда, оның жаңа құрылымының ең маңызды тұсы – тек аралықтың бөлінуі ғана емес, сонымен қатар олардың орналасуы, олар параллель түрде, төмен кернеуде зарядталады және тізбектей босатылады. 1909 жылы Браунға берілген Нобель сыйлығы осы конструкцияны бейнелейді.
By 1904, the closed circuit system of wireless telegraphy, connected with the name of Braun, was well known and generally adopted in principle. The results of Braun's experiments, published in the Electrician, possess interest, apart from the method employed. Braun showed how the problem could be satisfactorily and economically solved. The closed circuit oscillator has the advantage, as was known, of being able to draw upon the kinetic energy in the oscillator circuit, and thus, because such a circuit can be given a much greater capacity than can be obtained with a radiating aerial alone, much more energy can be stored up and radiated by its employment. Braun avoided the use of extremely high potentials for charging the gap and also makes use of a less wasteful gap by sub dividing it. The chief point in his new arrangement, however, is not the sub division of the gap merely but their arrangement, by which they are charged in parallel, at low voltages, and discharge in series. The Nobel Prize awarded to Braun in 1909 depicts this design.
Тас Тас
Джон Стоун Стоун алғашқы телефон инженері ретінде еңбек етті және сымсыз байланыс технологиясын дамытуға зор ықпал етті, сондай-ақ "ғарыш телеграфиясы" саласында ондаған маңызды патенттер алды. Радиоға қатысты Стоунның патенттері, басқа елдердегі олардың баламаларымен бірге, осы тақырып бойынша патенттік әдебиетке үлкен үлес қосты. Осы патент иесіне ғана жетпістен астам АҚШ патенті берілген. Көптеген жағдайларда бұл сипаттамалар басқа ақпарат көздеріне құнды сілтемелермен толыққан, пән бойынша маңызды әдебиеттерге жатады. Стоун радиаторлық жүйеге тербелістерді енгізу және тербелістің электрлік өлшемдеріне қарамастан, энергияны белгілі бір ұзындықтағы толқындар түрінде шығару әдісін қамтитын көптеген патенттерге ие болды. 1900 жылдың 8 ақпанында ол таңдамалы жүйеге өтініш берді. Бұл жүйеде екі қарапайым тізбек индуктивті байланысқан, әрқайсысының дербес еркіндік дәрежесі бар, және электрлік тербелістерді нөлдік потенциалға келтіргенде токтар бірігіп, күрделі гармоникалық токтарды тудырады, бұл резонаторлық жүйені осциллятормен дәл үйлестіруге мүмкіндік береді. Осы патенттерде Стоун антенна тізбегіне белгілі бір жиіліктегі жалғыз тербелісті күштеп енгізу мақсатымен көп индуктивті тербелістік тізбекті ойлап тапты. Белгілі бір жиіліктегі еркін немесе бағытталмаған қарапайым гармоникалық электромагниттік сигнал толқындарының энергиясын қабылдау жүйесінде, басқа жиіліктегі сигнал толқындарының энергиясын есепке алмай, ол биік өткізгішті және осы өткізгішке байланысты, қабылдауға тиіс толқындардың жиілігіне келтірілген резонанстық тізбекті пайдалануды талап етті. Бұл жүйе АҚШ Армиясының кейбір портативті сымсыз жиынтықтарында қолданылды. Стоун когеры екі кішкентай болаттай тығыннан тұрады, олардың арасында бос салынған көміртек гранулалары орналасқан. Бұл өзін-өзі декогерециялайтын құрылғы; басқа детекторларға қарағанда сезімтал болмаса да, ол портативті жиынтықтардың қатал пайдалануына жақсы бейімделген. ол Корольдік теңіз күштері үшін жаңа жабдықты алғашқы сынақтан өткізгенде, сымсыз телеграф орнатылған алғашқы британдық соғыс кемесі болды. 1899 жылдың желтоқсанынан бастап HMS Hector және кемелері сымсыз жабдықтармен жабдықталды. 1901 жылдың 25 қаңтарында HMS Jaseur Уайт аралындағы Маркони таратушысынан және HMS Hector (25 қаңтар) кемесінен сигналдарды қабылдады.
АҚШ Әскери-теңіз флоты
1899 жылы АҚШ Әскери-теңіз күштері Марконидің сымсыз телеграфия жүйесін зерттеу нәтижелері бойынша есеп жариялады. Есепте жүйе эскадрильяда сигнал беру үшін, жаңбыр, тұман, қараңғылық және қозғалыс кезінде жақсы қолданылатыны, бірақ ылғал жұмысына әсер ететіні айтылды. Сондай-ақ, екі станция бір мезгілде хабар таратқанда екеуі де қабылданатыны және жүйенің компасқа әсер ету мүмкіндігі бар екені белгіленді. Зерттеушілер ұзын мачталары бар үлкен кемелер үшін қабылдау радиусы 85 мильге (137 км), ал кіші кемелер үшін 7 мильге (11 км) жететінін хабарлады. Комиссия бұл жүйені АҚШ Әскери-теңіз күштері сынап көрсін деп ұсынды.
Фессенден
1886 жылдың соңында Реджинальд Фессенден Томас Эдисон үшін Нью-Джерси штатының Вест-Оранж қаласындағы жаңа зертханасында тікелей жұмыс істей бастады. Фессенден қабылдағыштарды жобалауда, әсіресе, сигналдарды аудио қабылдауды дамытуда тез арада үлкен жетістіктерге қол жеткізді. 1900 жылдың басында АҚШ-тың Ауа райы бюросы оны маман ретінде жұмысқа алып, сымсыз телеграфты жүйелі түрде сынақтан өткізді. Фессенден осы жерде гетеродиндік принципін дамытты, онда екі сигнал бірігіп үшінші сигналды тудырады. 1900 жылы ірі радио тарату генераторының құрылысы басталды. Фессенден жоғары жиілікті ұшқын таратушымен тәжірибе жүргізіп, 1900 жылдың 23 желтоқсанында шамамен 1500 км қашықтықта сөйлеуді сәтті жіберді – бұл алғашқы аудио радио хабарламасы болды. 1901 жылдың басында Ауа райы бюросы Фессенденді Солтүстік Каролина штатындағы Роанок аралындағы Виерс-Пойнтқа ресми түрде орналастырды. Ол су арқылы, Хаттерас мүйісінен батысқа қарай 5 миль (8 км) қашықтықта орналасқан станцияға тәжірибелік хабарламалар жіберді, екі станция арасындағы қашықтық шамамен 50 миль (80 км) болды. Ол сыйымдылықты пайдаланды, бірақ басқа жүйелердегіден мүлдем өзгеше реттеді және когерент немесе байланыстың нашар түрін қолданбады. Фессенден өзінің іріктеп алу және мультиплекс жүйелеріне ерекше назар бөлгенін және осы бағыттағы нәтижелерге өте қанағаттанғанын мәлімдеді. Ол бұл құрылғыны Плимут қаласына (18 км) сымсыз телефон арқылы хабарласу үшін қолданды. Шығыстары 1 кВт және 2 кВт болды. Фессенден тұншықты толқынды когерент жүйесінің практикалық жүйеге айналуға негізінен және түпкілікті түрде қабілетсіз деп санайтын. Сондай-ақ, тарату тізбегінің өзгермелі константаларымен үздіксіз толқындарды өндіру. Фессенден дуплекс және мультиплекс коммутатор әдістерін де қолданды. 1906 жылдың 11 желтоқсанында сымсыз хабар таратуды сымдық желілермен біріктіру іске қосылды. Ямайкадағы мачтаның биіктігі шамамен 180 фут (55 м) болды. Ол үшін ол Ұлыбритания патентін 24850 алды. Бұл «Флеминг клапаны» сезімтал және сенімді болды, сондықтан ол алыс қашықтықтағы сымсыз байланысқа қолданылатын қабылдағыштарда қолданылатын кристалл диодын алмастырды. Оның артықшылығы – атмосфералық электр энергиясына байланысты ерекше күшті сигналдар оны тұрақты түрде зақымдамады немесе реттеуден шығармады. Флеминг 1910 жылы электрондық жетістіктері үшін Хьюз медалін алды. Маркони бұл құрылғыны радиодетектор ретінде пайдаланды. АҚШ Жоғарғы Соты АҚШ патентін дұрыс емес бас тарту салдарынан жарамсыз деп таныды, сонымен қатар патенттегі технология тіркелген кезде белгілі болған деп санайды. Бұл өнертабыс алғашқы вакуумдық түтік болды. Флемингтің диоды радиоқабылдағыштарда ондаған жылдар бойы қолданылды, бірақ 50 жылдан астам уақыттан кейін ол жетілдірілген қатты күйдегі электрондық технологиямен алмастырылды.
Де Форест
Ли Де Форест сымсыз телеграфияға қызығушылық танытты және 1906 жылы бастапқыда диодты түтік, ал 1908 жылы триодты нұсқасын Audion-ды ойлап тапты. Ол 1913 жылы De Forest Radio Телефон және Телеграф компаниясының президенті және хатшысы болды. Де Форест жүйесі АҚШ үкіметі тарапынан қабылданды және Ұлыбритания, Дания, Германия, Ресей және Британдық Үндістан үкіметтерінің ішінде басқа үкіметтерге көрсетілді, олардың барлығы Ұлы соғысқа дейін Де Форест аппаратын сатып алды. Audion электрониканы кеңінен қолдануға көмектескендіктен, Де Форест "электрондық дәуірдің" негізін қалаушыларының бірі болып саналады. Де Форест Audion түтігін вакуумдық түтіктерден жасады. Ол сондай-ақ "Оссилионды" – сөндірілмеген толқынды таратушыны жасады. Ол сымсыз телеграфияның Де Форест әдісін әзірледі және American De Forest Wireless Telegraph Company компаниясын құрды. Де Форест – көрнекті инженер-электрик және сымсыз телеграфия мен телефонияны дамытуға ең үлкен үлес қосқан американдық болды. Оның құрылғысының элементтері салыстырмалы түрде әлсіз электр сигналдарын қабылдап, күшейтеді. Audion детекторы, Audion күшейткіші және "Оссилион" таратушысы радио өнерін және жазбаша немесе естілетін сөйлеуді таратуды дамытты. Бірінші дүниежүзілік соғыста Де Форест жүйесі АҚШ Сигнал қызметінің тиімділігіне ықпал етті және Аляскада АҚШ үкіметімен орнатылды.