Введение

Изобретению радиокоммуникаций предшествовали десятилетия создания теоретической базы, открытия и экспериментального изучения радиоволн, а также инженерные и технические разработки, связанные с их передачей и приемом. Эти разработки позволили Гульельмо Маркони превратить радиоволны в систему беспроводной связи. Идея о возможности устранения проводов, необходимых для электрического телеграфа, и создания беспроводного телеграфа существовала задолго до появления радиосвязи. Изобретатели пытались создавать системы, основанные на электрической проводимости, электромагнитной индукции или других теоретических принципах. Ряд изобретателей и экспериментаторов сталкивались с явлением радиоволн еще до доказательства их существования, которое тогда ошибочно приписывалось электромагнитной индукции. Открытие электромагнитных волн, включая радиоволны, Генрихом Рудольфом Герцем в 1880-х годах стало результатом теоретических исследований связи между электричеством и магнетизмом, начатых в начале 1800-х годов. Эти работы завершились теорией электромагнитного излучения, разработанной Джеймсом Клерком Максвеллом к 1873 году, которую Герц подтвердил экспериментально. Сам Герц считал электромагнитные волны непрактичными. Другие исследователи, такие как Оливер Лодж и Джагадиш Чандра Боз, изучали физические свойства электромагнитных волн и разработали электрические устройства и методы для улучшения их передачи и приема. Однако они, по-видимому, не увидели ценности в создании системы связи на основе электромагнитных волн. В середине 1890-х годов, опираясь на методы, используемые физиками для изучения электромагнитных волн, Гульельмо Маркони разработал первый аппарат для радиосвязи на большие расстояния. 23 декабря 1900 года канадский изобретатель Реджинальд А. Фессенден впервые осуществил передачу звука (беспроводную телефонию) посредством электромагнитных волн, успешно передав сигнал на расстояние около мили (1,6 километра), а шесть лет спустя, в канун Рождества 1906 года, он впервые организовал публичную беспроводную трансляцию. К 1910 году все эти различные беспроводные системы стали называть "радио".

Эксперименты и предложения

Беренд Вильгельм Феддерсен, немецкий физик, в 1859 году, будучи частным ученым в Лейпциге, добился успеха в экспериментах с лейденской банкой, доказав, что электрические искры состоят из затухающих колебаний. В 1870 году немецкий физик Вильгельм фон Безольд обнаружил и продемонстрировал, что распространяющиеся и отраженные колебания, возникающие в проводниках при разряде конденсатора, порождают явления интерференции. Профессора Элиху Томсон и Э. Дж. Хьюстон в 1876 году провели ряд экспериментов и наблюдений над высокочастотными колебательными разрядами. В 1883 году Джордж Фицджеральд на заседании Британской ассоциации предположил, что электромагнитные волны можно генерировать посредством разряда конденсатора, однако это предложение не было развито, вероятно, из-за отсутствия средств для обнаружения волн. Используя катушку Румкорфа для создания искр в воздушном промежутке (искровой передатчик) и наблюдая за искрами, возникающими между электродами в близлежащей антенне в виде металлической петли, в период с 1886 по 1888 год Герц провел серию научных экспериментов, подтвердивших теорию Максвелла. Герц опубликовал свои результаты в серии статей с 1887 по 1890 год, а затем в виде полной книги в 1893 году. Первая из опубликованных статей, "Об очень быстрых электрических колебаниях", содержит описание хронологического хода его исследования, выполненного до конца 1886 года и начала 1887 года. Впервые электромагнитные радиоволны ("герцевы волны") были намеренно и однозначно доказаны как передаваемые через свободное пространство искровым передатчиком и обнаруживаемые на небольшом расстоянии. Герц мог в определенной степени контролировать частоту излучаемых волн, изменяя индуктивность и емкость передающих и принимающих антенн. Он фокусировал электромагнитные волны с помощью углового и параболического отражателей, чтобы продемонстрировать, что радио ведет себя так же, как свет, как и предсказывала электромагнитная теория Максвелла более чем за 20 лет до этого. Многие физики быстро осознали, что герцевы волны можно использовать (вместо света) в системах, подобных оптическому телеграфу: например, Ричард Трэлфолл и Джон Перри предположили это в 1890 году, Александр Пельхам Троттер в 1891 году и Фредерик Томас Траутон в 1892 году, однако все они рассматривали это с точки зрения коротких вспышек, а не телеграфных точек и тире. В, возможно, малозамеченной статье под названием "Некоторые возможности электричества", опубликованной в февральском выпуске журнала "The Fortnightly Review" за 1892 год, сэр Уильям Крукс описал беспроводную телеграфию как осуществленную годом ранее, хотя метод и тип устройства не были указаны. Здоровье Герца ухудшилось после тяжелой инфекции в 1892 году, и он умер в 1894 году, поэтому искусство радиоволновой связи было оставлено другим для практической реализации.

Прегерцевое радиоволновое обнаружение

В 1789–91 годах Луиджи Гальвани заметил, что искра, возникающая поблизости, вызывала судороги в ноге лягушки, к которой прикасался скальпель. В различных экспериментах он заметил сокращения в ногах лягушек, вызванные молнией, и светящийся разряд из заряженной Лейденской банки, который со временем исчезал и возобновлялся всякий раз, когда поблизости возникала искра. Джозеф Генри наблюдал намагниченные иглы, образовавшиеся под воздействием молнии в начале 1840-х годов. В 1852 году Сэмюэл Альфред Варли заметил заметное падение сопротивления масс металлических опилок под действием атмосферных электрических разрядов. Он разработал улучшенный детектор для регистрации этого неизвестного "дополнительного тока", основанный на его новой конструкции микрофона (похожий на более поздние детекторы, известные как когереры или кристаллические детекторы), и разработал способ прерывания его индукционного баланса для получения серии искр. Экспериментами методом проб и ошибок он в конечном итоге обнаружил, что может принимать эти "воздушные волны", перемещаясь со своим телефонным устройством по улице на расстояние.
20 февраля 1880 года он продемонстрировал свой эксперимент представителям Королевского общества, включая Томаса Генри Хаксли, сэра Джорджа Габриэля Стоукса и Уильяма Споттисвуда, тогдашнего президента общества. Стоукс был убежден, что явление, демонстрируемое Хьюзом, было лишь электромагнитной индукцией, а не видом проводимости через воздух. Хьюз не был физиком и, по-видимому, принял наблюдения Стоукса и не продолжил эксперименты.

Детектор Бранли

В 1890 году Эдуард Бранли продемонстрировал то, что позже он назвал "радиопроводником", который Лодж в 1893 году назвал когерером, первым чувствительным устройством для обнаружения радиоволн. Вскоре после экспериментов Герца Бранли обнаружил, что рыхлые металлические опилки, которые в нормальном состоянии обладают высоким электрическим сопротивлением, теряют это сопротивление в присутствии электрических колебаний и становятся практически проводниками электричества. Бранли продемонстрировал это, поместив металлические опилки в стеклянную коробку или трубку и включив их в обычную электрическую цепь. Согласно общепринятому объяснению, когда вблизи этой цепи возникают электрические волны, в ней генерируются электродвижущие силы, которые, по-видимому, сближают опилки, то есть приводят их в состояние когерентности, и тем самым их электрическое сопротивление уменьшается, за что сэр Оливер Лодж и назвал этот прибор когерером. Таким образом, приемный прибор, например, телеграфное реле, которое обычно не показывает никаких признаков тока от небольшой батареи, может быть приведен в действие при возникновении электрических колебаний. Бранли также обнаружил, что после когерентности опилки сохраняли низкое сопротивление до тех пор, пока их не разъединят, например, постукиванием по трубке. Однако когерер был недостаточно чувствителен для надежного использования по мере развития радиосвязи.

Демонстрации ложи

Британский физик и писатель сэр Оливер Лодж был близок к тому, чтобы первым доказать существование электромагнитных волн Максвелла. В серии экспериментов, проведенных весной 1888 года с использованием лейденской банки, соединенной с проводом, имеющим искровые промежутки на определенном расстоянии, он заметил, что размер искр и свечение вдоль провода менялись в зависимости от длины волны. Прежде чем он успел представить свои результаты, он узнал о серии доказательств, полученных Герцем по той же теме. 1 июня 1894 года на заседании Британской ассоциации содействия развитию науки в Оксфордском университете Лодж произнес мемориальную лекцию о работе Герца (недавно скончавшегося) и доказательстве немецким физиком существования электромагнитных волн шесть лет назад. Лодж продемонстрировал квазиоптические свойства "герцевых волн" (радиоволн) и их сходство со светом и зрением, включая отражение и прохождение сквозь препятствия. В конце июня и 14 августа 1894 года он провел аналогичные эксперименты, увеличив дальность передачи до 55 метров. Лекции Лоджа получили широкую известность, а его методы повлияли на других пионеров радио, включая Аугусто Риги и его ученика Гульельмо Маркони, Александра Попова, Ли де Фореста и Джагадиша Чандру Бозе. В то время Лодж, по-видимому, не видел практической ценности в использовании радиоволн для передачи сигналов или беспроводной телеграфии, и существуют споры о том, демонстрировал ли он вообще связь во время своих лекций. После разработки радиосвязи лекция Лоджа стала предметом споров о приоритете изобретения беспроводной телеграфии (радио). Его ранние демонстрации и последующая разработка радио-настройки (патент Syntonic tuning, полученный в 1898 году) привели к патентным спорам с компанией Marconi. Когда срок действия патента Лоджа на синтоник был продлен в 1911 году еще на семь лет, Маркони согласился урегулировать спор и выкупить патент.

Дж. С. Боз

В ноябре 1894 года индийский физик Джагадиш Чандра Боз публично продемонстрировал использование радиоволн в Калькутте, но не проявлял интереса к патентованию своих разработок. Боз воспламенял порох и звонил в колокол на расстоянии, используя электромагнитные волны, тем самым подтвердив возможность передачи сигналов связи без проводов. Он осуществлял передачу и прием радиоволн на значительные расстояния, однако не стал коммерциализировать это достижение. Боз продемонстрировал способность сигнала проходить из лекционного зала через смежную комнату и коридор в третью комнату, расположенную на расстоянии 75 футов (23 м) от излучателя, преодолевая при этом три капитальные стены, а также проходя сквозь тело председаствующего (которым оказался вице-губернатор). Приёмник на таком расстоянии сохранял достаточную энергию для замыкания контакта, который приводил в действие колокол, выстреливал из пистолета и взрывал небольшую мину. Для достижения этого результата с помощью своего небольшого излучателя Боз сконструировал устройство, которое, примечательно, предвосхитило высокие «антенны» современной беспроводной телеграфии – круглую металлическую пластину, установленную на вершине 20-футового (6 м) столба и соединенную с излучателем, а также аналогичную пластину с приемным устройством. Конструкция «когерера», разработанная профессором Бозе и описанная им в конце статьи «О новом электрополярископе», обеспечивала чувствительность и дальность, которые в то время считались вполне достаточными. Позже он получил патент «Детектор электрических возмущений» (1904) на конкретный электромагнитный приемник. Боз продолжил свои исследования и внес дальнейший вклад в развитие радиосвязи.

Молниеносный детектор Попова

В 1894–95 годах русский физик Александр Степанович Попов проводил эксперименты по разработке радиоприемника, усовершенствованной версии конструкции на основе когерера, предложенной Оливером Лоджем. Его конструкция с механизмом автоматического самовосстановления когерера была разработана как детектор молний для помощи лесной службе в отслеживании ударов молнии, способных вызвать пожары. Его приемник оказался способен фиксировать удары молнии на расстоянии до 30 км. Попов создал версию приемника, способную автоматически регистрировать удары молнии на бумажных лентах. Попов представил свой радиоприемник Русскому физико-химическому обществу 7 мая 1895 года – этот день отмечается в Российской Федерации как "День радио" и популяризируется в восточноевропейских странах как день изобретателя радио. Статья о его исследованиях была опубликована в том же году (15 декабря 1895 года). В конце 1895 года Попов отметил, что надеется на возможность дальней передачи сигналов с помощью радиоволн. Он не подавал заявку на патент на это изобретение.

Лодка Теслы

В 1898 году Никола Тесла разработал дистанционно управляемую лодку на основе радио/когерентного приемника, с системой защищенной связи между передатчиком и приемником, которую он продемонстрировал в 1898 году. Тесла назвал свое изобретение "телеавтоматом" и надеялся продать его как управляемую морскую торпеду.

Маркони

Гульельмо Маркони учился в технической школе в Леггорне и ознакомился с опубликованными трудами профессора Аугусто Риги из Болонского университета. В 1894 году сэр Уильям Прейс представил Королевскому институту в Лондоне доклад об электрической сигнализации без проводов. В 1894 году на лекциях в Королевском институте Лодж выступил с докладом "Работа Герца и некоторые из его последователей". Рассказывают, что Маркони, находясь в отпуске в 1894 году, прочитал об экспериментах, которые Герц проводил в 1880-х годах. Маркони также изучал работы Теслы. Именно тогда Маркони начал понимать, что радиоволны можно использовать для беспроводной связи. Ранний аппарат Маркони был разработан на основе лабораторного оборудования Герца и превращен в систему, предназначенную для целей связи. Сначала Маркони использовал передатчик, чтобы звонить в колокольчик в приемнике, установленном в его чердачной лаборатории. Затем он перенес свои эксперименты на открытое пространство, на семейное поместье недалеко от Болоньи, Италия, чтобы расширить возможности связи. Он заменил вертикальный диполь Герца вертикальным проводом, увенчанным металлическим листом, с противоположным концом, подключенным к земле. На приемной стороне Маркони заменил искровой промежуток когерентом из металлического порошка – детектором, разработанным Эдуардом Бранли и другими исследователями. В конце 1895 года Маркони передал радиосигналы на расстояние около 1,5 мили (2 км). Маркони получил патент на радио с британским патентом № 12 039 «Усовершенствования в передаче электрических импульсов и сигналов и в аппаратуре для них». Полная спецификация была подана 2 марта 1897 года. Это был первый патент Маркони на радио, хотя он использовал различные более ранние разработки других исследователей и напоминал приборы, продемонстрированные другими (включая Попова). В то время широко исследовалась беспроводная телеграфия с искровым разрядом. В июле 1896 года Маркони представил свое изобретение и новый метод телеграфии Прейсу, главному инженеру британской правительственной телеграфной службы, который в течение предыдущих двенадцати лет интересовался развитием беспроводной телеграфии индуктивным методом. 4 июня 1897 года он выступил с докладом "Сигнализация через пространство без проводов". Прейс посвятил значительное время демонстрации и объяснению аппарата Маркони в Королевском институте в Лондоне, заявив, что Маркони изобрел новое реле с высокой чувствительностью и точностью. Компания Marconi Company Ltd. была основана Маркони в 1897 году и первоначально называлась Wireless Telegraph Trading Signal Company. Также в 1897 году Маркони основал радиостанцию в Нитоне, на острове Уайт, Англия. Беспроводную телеграфию Маркони проверили специалисты Почтового телеграфа; они провели серию экспериментов с системой телеграфии Маркони без проводов в Бристольском канале. Октябрьские беспроводные сигналы 1897 года были отправлены из Солсбери-Плейн в Бат, на расстояние 34 мили (55 км). Около 1900 года Маркони разработал эмпирический закон, согласно которому для простых вертикальных передающих и принимающих антенн одинаковой высоты максимальное рабочее телеграфное расстояние изменялось пропорционально квадрату высоты антенны. Этот закон стал известен как закон Маркони. Другие экспериментальные станции были созданы в Лавернок-Пойнт, недалеко от Пенарта; на острове Флат-Холмс в середине канала и в Брен-Дауне, мысе на стороне Сомерсета. Сигналы были получены между первой и последней названными точками, на расстоянии примерно 8 миль (13 км). В качестве приемного устройства использовался чернильный телеграфный аппарат почтового образца. В 1898 году Маркони открыл радиозавод на Холл-стрит в Челмсфорде, Англия, где работало около 50 человек. В 1899 году Маркони объявил о своем изобретении "когерера из железа, ртути и железа с телефонным детектором" в статье, представленной в Королевском обществе в Лондоне. В мае 1898 года была установлена связь для корпорации Ллойдс между Балликаслом и маяком на острове Рэтлин на севере Ирландии. В июле 1898 года телеграф Маркони был использован для сообщения о результатах яхтенных гонок на регате Кингстаун для газеты Dublin Express. Набор инструментов был установлен в комнате в Кингстауне, а другой – на борту парохода "Летающая Охотница". Антенна на берегу представляла собой полосу из проволочной сетки, прикрепленную к мачте высотой 12 метров, и во время гонок было отправлено и правильно получено несколько сотен сообщений. В это время принц Уэльский, будущий король Эдуард VII, получил травму колена и находился на борту королевской яхты "Осборн", стоявшей в Коус-Бей. По просьбе Маркони установил свое оборудование на борту королевской яхты, а также в коттедже Ледивуд, на территории Осборн-Хауса на острове Уайт, где находилась его мать, королева Виктория. За 16 дней выздоровления принца было отправлено более 150 сообщений. Расстояния были небольшими, но, поскольку яхта перемещалась, иногда высокие холмы загораживали антенные провода, но это не мешало связи. Эти демонстрации побудили Корпорацию Тринити-Хаус предоставить возможность протестировать систему на практике между маяком Саут-Фореленд, недалеко от Дувра, и сигнальным кораблем Ист-Гудвин на песчаных отмелях Гудвин. Эта установка была введена в эксплуатацию 24 декабря 1898 года и оказалась полезной. Было показано, что после установки аппаратом могут управлять обычные моряки с минимальной подготовкой. К концу 1898 года электрическая волновая телеграфия, разработанная Маркони, продемонстрировала свою полезность, особенно для связи между кораблями и между кораблем и берегом. Станция Haven Hotel и мачта беспроводной телеграфии стали местом, где после 1898 года проводилась большая часть исследований Маркони в области беспроводной телеграфии. В 1899 году он передавал сообщения через Английский канал. Также в 1899 году Маркони выступил с докладом "Беспроводная телеграфия" перед Институтом инженеров-электриков. Прейс, продолжая доклад, подробно описал работы Маркони и других британских изобретателей. В апреле 1899 года эксперименты Маркони были повторены в Соединенных Штатах впервые Джеромом Грином в Университете Нотр-Дам. В октябре 1899 года ход яхт в международной гонке между "Колумбией" и "Шэмрок" был успешно освещен с помощью воздушной телеграфии, было отправлено до 4000 слов (по некоторым данным) с двух кораблей на береговые станции. Сразу после этого аппарат по просьбе был передан в распоряжение Военно-морского совета Соединенных Штатов, и последовали весьма интересные эксперименты под личным руководством Маркони. Компания Marconi Company была переименована в Marconi's Wireless Telegraph Company в 1900 году. В 1901 году Маркони заявил, что получил дневные радиочастотные сигналы на длине волны 366 метров (820 кГц). В 1901 году Маркони основал беспроводную передающую станцию в Marconi House, Rosslare Strand, Co. Wexford, чтобы обеспечить связь между Полду в Корнуолле и Клифденом в Co. Galway. Его заявление от 12 декабря 1901 года, с использованием антенны, поддерживаемой воздушным змеем, для приема, гласило, что сообщение было получено на холме Сигнал-Хилл в Сент-Джонсе, Ньюфаундленд (сейчас часть Канады), через сигналы, переданные новой мощной станцией компании в Полду, Корнуолл. Полученное сообщение было заранее оговорено и было известно Маркони, состоящее из буквы Морзе «S» – три точки. Брэдфорд недавно оспорил заявленный успех, основываясь на теоретических работах, а также на повторении эксперимента. Сейчас хорошо известно, что передача на большие расстояния на длине волны 366 метров невозможна днем, поскольку небоволна сильно поглощается ионосферой. Возможно, то, что было услышано, было просто случайным атмосферным шумом, который был принят за сигнал, или Маркони мог услышать коротковолновую гармонику сигнала. Существуют различные историки науки, такие как Бельроз и Брэдфорд, которые сомневаются в том, что Атлантический океан был пересечен...

Браун

Основным вкладом Фердинанда Брауна было введение замкнутой настроенной цепи в генераторе передатчика и ее отделение от излучающей части (антенны) посредством индуктивной связи, а позже – использование кристаллов для приема. Браун первоначально проводил эксперименты в Страсбургском университете. Он много писал о беспроводной связи и был широко известен благодаря многочисленным публикациям в журнале "Электрический" и других научных изданиях. В 1899 году он подал заявки на патенты «Электротелеграфия посредством конденсаторов и индукционных катушек» и «Беспроводная электропередача сигналов по поверхностям». Пионеры в области беспроводной связи в конечном итоге столкнулись с ограничением дальности. Непосредственное подключение антенны к искровому промежутку приводило к генерации лишь сильно затухающих импульсов. Колебания прекращались всего после нескольких циклов. Схема Брауна обеспечивала гораздо более длительные и устойчивые колебания, поскольку энергия терялась меньше при переходе между катушкой и лейденскими банками. Кроме того, благодаря индуктивной связи антенна согласовывалась с генератором. Весной 1899 года Браун вместе с коллегами Кантором и Зеннеком отправился в Куксхафен для продолжения экспериментов на Северном море. 6 февраля 1899 года он подал заявку на патент в США, и вскоре ему удалось установить связь на расстоянии 42 км с городом Муцинг. 24 сентября 1900 года регулярно обменивались радиотелеграфными сигналами с островом Хелиголанд на расстоянии 62 км. На реке Эльбе суда навигационного освещения и береговая станция в Куксхафене начали регулярную радиотелеграфную связь. 6 августа 1901 года он подал заявку на патент. К 1904 году замкнутая схема беспроводной телеграфии, связанная с именем Брауна, стала хорошо известной и в целом была принята. Результаты экспериментов Брауна, опубликованные в журнале "Электрический", представляют интерес не только с точки зрения используемого метода. Браун показал, как эту задачу можно решить удовлетворительно и экономично. Осциллятор замкнутого контура, как известно, имеет преимущество в том, что он может использовать кинетическую энергию в контуре, и, следовательно, поскольку такой контур может иметь гораздо большую емкость, чем может быть достигнуто только с помощью излучающей антенны, с его помощью можно накопить и излучить гораздо больше энергии. Браун избегал использования чрезмерно высоких потенциалов для зарядки искрового промежутка, а также использовал менее расточительный промежуток, разделяя его на части. Однако главным в его новой схеме является не просто разделение промежутка, а их расположение, благодаря которому они заряжаются параллельно при низком напряжении и разряжаются последовательно. Дизайн, удостоенный Нобелевской премии, присужденной Брауну в 1909 году, отражает эту конструкцию.

Камень Камень

Джон Стоун Стоун работал одним из первых инженеров телефонной связи и оказал значительное влияние на развитие технологии беспроводной связи, получив десятки ключевых патентов в области "пространственной телеграфии". Патенты Стоуна на радио, вместе с их эквивалентами в других странах, составляют обширный вклад в патентную литературу по данной тематике. Только этому патентообладателю было выдано более семидесяти патентов США. Во многих случаях эти описания являются ценным вкладом в научную литературу, содержащим полезные ссылки на другие источники информации. Стоун получил большое количество патентов, охватывающих метод наложения колебаний на излучающую систему и излучения энергии в виде волн заданной длины, независимо от электрических размеров генератора. 8 февраля 1900 года он подал заявку на селективную систему, в которой две простые цепи связаны индуктивно, каждая из которых обладает независимой степенью свободы, и в которой при восстановлении электрических колебаний до нулевого потенциала токи складываются, создавая сложные гармонические токи, позволяющие точно настроить резонаторную систему на генератор. В этих патентах Стоун разработал многоконтурную индуктивную колебательную схему с целью принудительного возбуждения в антенной цепи единственного колебания определенной частоты. В системе для приема энергии свободных или неконтролируемых простых гармонических электромагнитных сигнальных волн определенной частоты, исключая энергию сигнальных волн других частот, он запатентовал поднятый проводник и резонансную цепь, связанную с этим проводником и настроенную на частоту принимаемых волн. Данное устройство использовалось в некоторых портативных беспроводных комплектах Армии США. Когерер Стоуна имеет две небольшие стальные пробки, между которыми находятся неплотно упакованные угольные гранулы. Это самовосстанавливающееся устройство; хотя и не такое чувствительное, как другие типы детекторов, оно хорошо подходит для эксплуатации в полевых условиях. стал первым британским военным кораблем, оснащенным беспроводной телеграфией, когда он провел первые испытания нового оборудования для Королевского флота. Начиная с декабря 1899 года, HMS Hector и были оснащены беспроводным оборудованием. 25 января 1901 года HMS Jaseur принял сигналы от передатчика Маркони на острове Уайт и от HMS Hector (25 января).

ВМС США

В 1899 году Совет военно-морского флота Соединенных Штатов опубликовал отчет о результатах исследований системы беспроводной телеграфии Маркони. В отчете отмечалось, что система хорошо подходит для использования в сигнализации эскадры в условиях дождя, тумана, темноты и при движении, хотя влажность и влияла на ее работу. Также было отмечено, что при одновременной передаче с двух станций обе будут приниматься, и что система потенциально может влиять на компас. В отчете указывались дальности от 85 миль (137 км) для крупных судов с высокими мачтами до 7 миль (11 км) для небольших судов. Совет рекомендовал провести испытания системы Военно-морским флотом США.

Фессенден

В конце 1886 года Реджинальд Фессенден начал работать непосредственно на Томаса Эдисона в новой лаборатории изобретателя в Вест-Оранже, штат Нью-Джерси. Фессенден быстро добился значительных успехов, особенно в разработке приемников, работая над созданием устройств для приема звуковых сигналов. В начале 1900 года метеорологическое бюро США начало систематические эксперименты в области беспроводной телеграфии, привлекая его в качестве специалиста. Именно здесь Фессенден разработал принцип гетеродина, основанный на комбинировании двух сигналов для получения третьего. В 1900 году началось строительство мощного радиопередающего генератора. Экспериментируя с высокочастотным искровым передатчиком, 23 декабря 1900 года Фессендену удалось успешно передать речь на расстояние около 300 км, совершив первую в истории аудиорадиопередачу. В начале 1901 года метеорологическое бюро официально разместило Фессендена на пункте Вир'с-Пойнт, острове Роанок, штат Северная Каролина, где он проводил экспериментальные передачи через воду на станцию, расположенную примерно в 8 км к западу от мыса Хаттерас. Расстояние между станциями составляло около 80 км. Он использовал емкостные элементы, но в конфигурации, отличной от применяемой в других системах, и не использовал когерер или любые формы несовершенного контакта. Фессенден утверждал, что уделял особое внимание селективным и мультиплексным системам и был доволен достигнутыми результатами. Он использовал эту технологию для беспроводной телефонной связи с Плимутом, штат Массачусетс, на расстоянии около 18 км, с выходной мощностью 1 кВт и 2 кВт. Фессенден считал, что система с демпфированными волнами и когерером принципиально не способна к развитию в практичную систему, а также подчеркивал важность непрерывного генерирования волн с изменяющимися параметрами передающей цепи. Фессенден также применял дуплексные и мультиплексные методы коммутации. 11 декабря 1906 года состоялась демонстрация беспроводной передачи, интегрированной с проводными линиями связи. Высота мачты на Ямайке составляла около 55 метров. За это изобретение он получил британский патент № 24850. Этот "клапан Флеминга" был чувствительным и надежным, поэтому он заменил кристаллический диод, использовавшийся в приемниках для дальней беспроводной связи. Его преимуществом было то, что он не мог быть необратимо поврежден или выведен из строя сильными помехами, например, вызванными атмосферным электричеством. В 1910 году Флеминг был удостоен медали Хьюза за достижения в области электроники. Маркони использовал это устройство в качестве радиодетектора. В конечном итоге Верховный суд США признал американский патент недействительным из-за неправильного отказа от прав и, кроме того, установил, что технология, описанная в патенте, была известна на момент подачи заявки. Это изобретение стало первой вакуумной лампой. Диод Флеминга использовался в радиоприемниках на протяжении многих десятилетий, пока не был заменен более совершенными полупроводниковыми технологиями более чем через 50 лет.

Де Форест

Ли Де Форест интересовался беспроводной телеграфией и изобрел Audion – изначально диодную лампу – в 1906 году, а затем, в 1908 году, триодную версию. Он был президентом и секретарем компании De Forest Radio Telephone and Telegraph Company (1913). Система Де Фореста была принята правительством США и продемонстрирована другим правительствам, включая правительства Великобритании, Дании, Германии, России и Британской Индии, все из которых закупили аппаратуру Де Фореста до Первой мировой войны. Де Форест – один из отцов "электронной эры", поскольку Audion способствовал широкому распространению электроники. Де Форест создал лампу Audion на основе вакуумной лампы. Он также разработал "Oscillion" – генератор незатухающих волн. Он разработал метод беспроводной телеграфии Де Фореста и основал American De Forest Wireless Telegraph Company. Де Форест был выдающимся инженером-электриком и ведущим американским специалистом, внесшим вклад в развитие беспроводной телеграфии и телефонии. Элементы его устройства принимают относительно слабые электрические сигналы и усиливают их. Audion Detector, Audion Amplifier и передатчик "Oscillion" продвинули развитие радиосвязи и передачу письменной или устной речи. В годы Первой мировой войны система Де Фореста повысила эффективность службы связи армии США и была установлена правительством США на Аляске.