История Радио

Хронологическая последовательность появления инструментов, технологий, использующих радиоволны. Позже начинают преобладать события, лежащие в русле общей истории.

Истоки и начало развития

Личность первоначального изобретателя радио, в то время называемого беспроводным телеграфом, является спорной. Ключевое изобретение в начале "беспроводной передачи данных, использующей весь частотный спектр", известное как передатчик с искровым разрядником, приписывается Никола Тесла, Гульельмо Марконии, Александру Попову.

Предыстория радио (19-й век)

1820: Ганс Христиан Эрстед обнаружил связь между электричеством и магнетизмом в очень простом эксперименте. Он продемонстрировал, что проволока, по которой течёт электрический ток, вызывает отклонение магнитной стрелки компаса.

1831: Майкл Фарадей начал серию экспериментов, в которых обнаружил явление электромагнитной индукции. Фарадей дал математическое описание этого явления (закон Фарадея), которое впоследствии стало одним из четырех уравнений Максвелла. Фарадей предположил, что в пространстве вокруг проводника с током действуют особые электромагнитные силы, но не завершил работ, связанных с этим предположением.

1861 — 1865: Джеймс Максвелл провёл ряд экспериментов с электромагнитными волнами и на их основе создал теорию электромагнитного поля, которую сформулировал в виде системы уравнений (уравнения Максвелла).

1872: Малон Лумис получил первый в мире патент на беспроводную связь.

28 ноября 1875: Томас Эдисон объявил прессе, что в ходе экспериментов с телеграфом он замечал явление, которое он назвал "эфирными силами". Он бросил эти исследования, потому что Элиу Томсон, среди прочего, высмеял эту идею.

1878: Дэвид Хьюзбыл первым, кто передал и принял радиоволны, когда заметил, что индуктивный маятник вызывает шум в приемнике его телефона.

1880: Дэвид Хьюз продемонстрировал свое открытие в Королевском обществе, но было сказано, что это просто индукция.

1884: Итальянец Фемистокл Кальчецци-Онести изобрёл трубку наполненную железными опилками, названную «когерер».

1884 — 1886: Француз Эдуард Бранли создал усовершенствованную конструкцию когерера.

1885: Эдисон получил патент на систему радиосвязи между судами, который он затем продал Гульельмо Маркони.

1886 — 1888: Генрих Герц экспериментально подтвердил теорию Максвелла. Он продемонстрировал, что радиоизлучение обладает всеми свойствами волн, которые стали называть электромагнитными волнами или волнами Герца. Он обнаружил, что уравнения, описывающие электромагнитное поле, можно переформулировать в виде дифференциального уравнения в частных производных, названно говолновым уравнением.

1885 — 1892: Фермер из Кентукки Натан Стаблфилд претендовал на изобретение радио, но его устройство, похоже, работало на индуктивном принципе, а не на приёме-передаче радиосигнала.

1893 — 1894: Бразильский священник и ученый Роберто де Мора провел эксперименты по беспроводной связи, но не опубликовал свои достижения до 1900 года.

Начало беспроводной связи

В истории радио и развитии "беспроводной телеграфии", есть несколько претендентов на изобретение радио. Тесла разработал устройства для надежной генерации радиосигналов, публично продемонстрировал принципы радиосвязи и первым передал радиосигналы на большие расстояния. Маркони оснащал корабли спасательными средствами беспроводной связи, создал первую трансатлантическую службу радиосвязи.

1893: В Сент-Луисе (США) Никола Тесла представил общественности демонстрацию беспроводной радиосвязи. Адресуя своё выступление слушателям Института Франклина в Филадельфии и Национальной Ассоциации Электрического Света, он подробно рассказал о принципах радиосвязи. Аппаратура, которую он использовал для демонстрации, содержала все те элементы, которые применялись в ранних радиосистемах до появления электронных ламп. Тесла был первым, кто применил явление электрической проводимости для практических целей беспроводной связи. Кроме того, он первым применил электромагнитные приемники, которые превосходили когереры по чувствительности. В дальнейшем они использовались Маркони и другими экспериментаторами. После этого выступления принципы радиосвязи (посылка сигнала к приёмнику через воздушное пространство) стали широко обсуждаться. Многие учёные, изобретатели и экспериментаторы занялись исследованием беспроводных методов связи.

1894: Умер Генрих Герц.

1894: Британский физик Оливер Лодж продемонстрировал прием сигнала азбуки Морзе с помощью радиоволн, используя "когерер".

Ноябрь 1894: Индийский физик Джагадис Чандра Бозе публично продемонстрировал использование радиоволн в Калькутте, но он не был заинтересован в патентовании своей работы. Бозе произвёл возгорание пороха и звон колокола на расстоянии с помощью электромагнитных волн, доказав, что коммуникационные сигналы могут быть отправлены без использования проводов.

1885: Российский физик Александр Степанович Попов продемонстрировал аппарат для приёма электромагнитных волн. Этот аппарат мог принимать радиосигналы, несущие информацию — азбуку Морзе. С этого приёмника началась эра создания средств радиотехники, пригодных для практических целей.

1886: Гульельмо Маркони провёл демонстрацию устройства для передачи и приёма радиосигналов. В том же году он получил Британский патент на усовершенствования по передаче электрических импульсов и сигналов и аппарат для этой цели. Это был первый патент в области радио, хотя в нём были применены методы, использованные ранее другими экспериментаторами (в первую очередь Тесла), и использованы инструменты, похожие на те, которые ранее демонстрировали другие (в частности,А.С. Попов).

1896: Чандра Бозе отправился в Лондон для проведения цикла лекций и встретился с Маркони, который проводил эксперименты по беспроводной связи для британского почтового ведомства.

1897: Маркони построил радиостанцию на острове Уайт в Англии. В США в 1897 Тесла подал заявку на два ключевых патента в области радио. Эти два патента были выданы ему в начале 1900 года. Маркони открыл первый радиозавод в Англии, на котором работало около 50 человек.

1899: Чандра Бозе объявил об изобретении "железо-ртутно-железного когерера с телефонным детектором" в документе, представленном в Лондонское Королевское Общество. Реджинальд Фессенден сделал неубедительную попытку передачи голоса через эфир.

Около 1900: Тесла спроектировал и начал строительство башни «Уорденклиф». Маркони утверждает, что принял в Сент-Джонсе, Ньюфаундленд, радиосигнал, переданный из Корнуолла (Великобритания), но это является предметом спора. Претензии Маркони на приём сигнала, и доводы против этого до сих пор обсуждаются.

1903: Башня «Уорденклиф» близка к завершению.

Существуют различные теории относительно того, как Тесла намеревался построить свою беспроводную систему связи (сообщалось о мощности в 200 кВт). Тесла утверждал, что башня «Уорденклиф», как часть мировой системы передатчиков, позволила бы обеспечить надёжный многоканальный приём и передачу информации, общемировую навигацию, синхронизацию часов, а также глобальную систему определения координат.

1904: В Патентном ведомстве США отменили свое прежнее решение и вручили Маркони патент на изобретение радио, возможно, под влиянием его финансовых покровителей в Штатах, в числе которых были Томас Эдисони Эндрю Карнеги. Помимо прочего, это позволило правительству США избежать необходимости выплачивать отчисления, на которые претендовал Теслапри использовании его патента.

Телеграфия с применением искрового разрядника

Используя различные патенты, была создана компания под названием "Бритиш Маркони", которая устанавливала радиосвязь между береговыми радиостанциями и судами в море. Эта компания вместе со своим дочерним филиалом в Америке мёртвой хваткой брала корабли для расширения своего бизнеса по радиосвязи. Компания действовала подобным образом до 1983 года через американскую компанию ATT, владея всем её внутренним оборудованием, и отказываясь устанавливать связь с кораблями, оборудованными аппаратурой не-Маркони. Многие изобретения постепенно улучшали качество радиосвязи, а радиолюбители экспериментировали с использованием радио — так были посажены первые семена радиовещания. На рубеже века Адольф Слаби и Георг фон Арко разработали беспроводную систему связи Слаби-Арко (позднее внедрённую в Телефункен).

1906: Реджинальд Фессенден, используя генератор Александерсона и роторный передатчик с искровым разрядником, осуществил первую радиопередачу звукового сигнала. Корабли в море услышали трансляцию игры Фессендена на скрипке «O Святая ночь» и чтение отрывка из библии. Маркони создал первую постоянно действующую трансатлантическую линию беспроводной связи от Клифдена, Ирландия, до Глейс Бей, Новая Шотландия. Маркони и Карл Фердинанд Браун были удостоены Нобелевской премии по физике за «выдающийся вклад в развитие беспроводной телеграфии».

Апрель 1909: Чарльз Геррольд, преподаватель электроники из Сан-Хосе, Калифорния, построил радиовещательную станцию. В ней использовалась технология с искровым разрядником, но несущая частота модулировалась голосом, а затем музыкой. Эта радиостанция, названная «San Jose Calling», существовала всё время и в конечном итоге превратилась в сегодняшнюю радиостанцию KCBS в Сан-Франциско. Чарльз Геррольд, сын фермера из долины Санта-Клара, придумал термин «узкая рассылка» и «трансляция», чтобы определить предназначение передачи для одного получателя, например, на борту судна, или для широкой аудитории. (В английском языке термин «broadcast» используется в сельском хозяйстве в смысле операции по разбрасыванию семян в разных направлениях. Это слово Чарльз Геррольд применил для обозначения трансляции для широкой аудитории.) Чарльз Геррольд не утверждает, что первым передал человеческий голос по радио, а то, что он первым начал радиовещание. Чтобы радиосигнал распространялся во всех направлениях, он разработал всенаправленную антенну, которую он монтировал на крышах различных зданий в Сан-Хосе. Геррольд также претендует на звание первого радиовещателя, принимающего рекламные объявления.

1912: Затонул «Титаник». После этого беспроводной телеграф с искровым передатчиком стал повсеместно устанавливаться на больших судах. Маркони начал первую трансатлантическую беспроводную связь между Северной Америкой и Европой. Была созвана Международная конвенция по охране человеческой жизни на море, которая подготовила соглашение, требующее обеспечения круглосуточной работы судовых радиостанций. Типичный искровой разрядник большой мощности представлял собой вращающийся переключатель, имеющий от шести до двенадцати контактов на колесо, размерами девять дюймов на фут, питающийся напряжением 2000 вольт постоянного тока. Телеграфный ключ часто напрямую замыкал и размыкал питание в 2000 вольт. Одна сторона искрового разрядника была непосредственно связана с антенной. Приёмники на электронных лампах были обычным явлением, пока искровые разрядники в передатчиках не были заменены приборами непрерывной волны.

Радиовещание (с 1915 по 1950-е годы)

1916: Началось регулярное вещание на американской радиостанции 9XM (в настоящее время называется WHA). Первая четкая передача человеческой речи на радиостанции 9XM после экспериментов с голосом (1918) и музыкой (1917). Регулярные развлекательные радиопередачи начались в Аргентине, первопроходцами которых стала группа Энрике Сусини. Телеграфия с искровым разрядником не стала больше применяться.

Август 1920 года: Эдвард Скрипп получил коммерческую лицензию на открытие радиостанции WWJ в Детройте и начал вещание. Она выходит в эфир по регулярному графику до настоящего времени. Вещание вначале финансировалось не за счет рекламы. Тем не менее, станции, принадлежащие производителям товаров и владельцам магазинов, открывают их, чтобы извлекать свою прибыль, также как хозяева газет имеют своей целью продавать эти газеты, а потому все они выражают мнение своих владельцев.

Август 1920: На станции 8MK в Детройте транслировалась первая известная программа радионовостей.

Октябрь 1920: Компания «Вестингауз Электрик» открыла в Питтсбурге коммерческую радиостанцию KDKA по лицензии. В Англии начались регулярные беспроводные развлекательные передачи, организованные исследовательским центром Маркони. До этого вся мощность передатчика проходила через угольный микрофон, и такие мероприятия были невозможны.

Середина 1920-х:

• Усилители на электронных лампах революционизировали радиоприемники и радиопередатчики. Инженеры «Вестингауза» улучшили их. До этого наиболее распространенным типом приемника был детекторный, хотя некоторые ранние радиостанции использовали усилители тока и батареи.
  
• Изобретение триодного усилителя, генератора и детектора позволило создать хорошо слышимое радио.
  
• Фессендени Ли де Форест впервые изобрели амплитудно-модулированный радио (AM радио). Это позволило нескольким станциям одновременно передавать сигналы (в отличие от радио с искровым разрядником, когда один передатчик охватывает весь спектр полосы пропускания). «Вестингауз» купил патенты де Фореста и Фессендена.
  

1920-е: Радио впервые было использовано для передачи изображений, т.е. зародилось телевидение.

Начало 1930-х: Радиолюбителями были изобретены одиночная боковая полоса частот (SSB) и частотная модуляция (FM). К 1940 году они были признаны коммерчески пригодными проектами.

«Вестингауз Электрик» создал патентный союз в составе General Electric, ATT и «Радио корпорейшн ов Америка» — RCA, и стал совладельцем RCA. Все радиоизделия, выпущенные GE и «Вестингауз», продавались по маркой RCA. Филиал ATT Western Electric начинает выпуск радиопередатчиков. Патентный союз попытался монополизировать производство, но это ему не удалось из-за конкуренции. К разочарованию патентного союза, несколько контрактов с владельцами патентов содержали оговорки в защиту "любителей", и это позволило другим использовать патенты. Если конкурирующие производители были действительно любителями, они могли игнорировать требования патентного союза.

1933: Американец Эдвин Армстронг запатентовал FM-радио. FM использует частотную модуляцию радиоволн, которая позволяет уменьшить влияние помех от атмосферного электричества и работающего электооборудования в радиовещании. Поэтому FM применяется прежде всего для высококачественной передачи звукового сигнала в диапазоне УКВ.

1937: Получено разрешение Федерального агентства по связи (США) на строительство первой экспериментальной FM радиостанции W1XOJ.

1940-е годы: Стандартизованное аналоговое телевидения начало работу в Северной Америке и Европе.

1943: Патент Тесла (номер 645576) был восстановлен Верховным судом США в скором времени после его смерти, поскольку факт существования работ Тесла до патента Маркони был установлен. Это решение, признавшее приоритет Тесла, позволило правительству США избежать выплаты отчислений, на которые Компания Маркони претендовала за использование её патентов во время первой мировой войны. По-видимому, правительство США первоначально предоставило Маркони патентные права, чтобы нейтрализовать какие-либо претензии Тесла на компенсацию.

После Второй мировой войны: FM радиовещание началось в Германии. Новые планы по использованию радиоэфира были разработаны в Европе на встрече в Копенгагене. Из-за недавней войны, Германии (которую даже не пригласили на встречу) было предоставлено лишь несколько частот на средних волнах, которые не очень удобны для вещания. По этой причине Германия начала вещание на «ультракоротких волнах» — УКВ. После некоторых экспериментов с амплитудной модуляцией они поняли, что FM является гораздо лучшей альтернативой для УКВ радиосвязи, чем AM.

Развитие радио в конце ХХ века

1954: Американская фирма Regency представила карманный транзисторный радиоприёмник TR-1, питающийся от «стандартной батареи напряжением 22.5 вольт». Sony представила свою первый транзисторный радиоприёмник, достаточно небольшой, чтобы он поместился в кармане жилета, и с питанием от небольшой батареи. Батарея была долговечной, так как в приёмнике не было никаких ламп, потребляющих много энергии. В течение последующих двадцати лет транзисторы заменили лампы почти полностью, за исключением аппаратуры очень большой мощности, либо очень высокой частоты. Появилось коммерческое цветное телевидение, и был запущен первый спутник радиосвязи TELSTAR. В конце 1960-х годов в США сети дальней телефонной связи начали преобразовывать в цифровые сети, использующие цифровое радио для многих своих целей.

60-е годы: LORAN стала первой радионавигационной системой. Вскоре ВМС США начали экспериментировать со спутниковой навигацией.

Начало 1960-х: VOR-системы, наконец, получили широкое распространение. До этого воздушные суда использовали для навигации коммерческие AM радиостанции. (AM радиостанции до сих пор обозначены на картах авиации США). Запущен комплекс спутников, обеспечивающих работу GPS.

Начало 1990-х: Радиолюбители-экспериментаторы начали использовать персональные компьютеры с аудиокартой для обработки радиосигналов. В американской армии начат агрессивный и успешный проект создания программируемого радио, которое можно перестраивать "на лету" путем изменения программного обеспечения.

Конец 1990-х: Появилось цифровое радиовещание.

Телекс по радио

Телеграфия по радио не исчезает, напротив, степень её автоматизации увеличивается. От наземных линий связи 1930-х годов к телетайпам автоматизированного кодирования, затем эти средства были адаптированы к импульсно-кодовому набору и автоматической маршрутизации, и наконец появился телекс. В течение тридцати лет телекс является самым дешёвым средством дальней связи, так как 25 каналов телекса занимают ту же полосу пропускания, как один голосовой канал. Для деловых и правительственных кругов важным является то, что телексом можно пересылать подписанные документы.

Телексные системы были адаптированы к коротковолновому диапазону путём использования только одной для посылки тонового сигнала. Самый современный чисто телексный стандарт CCITT R.44 включает обнаружение ошибок и ретрансляцию на уровне символов, а также автоматическое кодирование и маршрутизацию. На протяжении многих лет телекс-по-радио (TOR) является единственным надежным способом для достижения связи с некоторыми странами третьего мира. Телекс по-прежнему надёжен, хотя некоторые более дешёвые формы электронной почты вытесняют его. Многие национальные телекоммуникационные компании традиционно используют чисто телексные сети для своих правительств, и многие из этих сетей работают на коротких радиоволнах.

По материалам: http://www.radioprofessional.info/histori_radio.php