Принцип работы радиоканалов

Во Франции изобретателем беспроволочной телеграфии долгое время считался создатель когерера (трубки Бранли) (1890) Эдуар Бранли.[4][5].

В Индии радиопередачу в миллиметровом диапазоне в ноябре 1894 года демонстрирует Джагадиш Чандра Боше.[6].[7]

В Великобритании, в 1894 году первым демонстрирует радиопередачу и радиоприём на расстояние 40 метров изобретатель когерера (трубка Бранли со встряхивателем) Оливер Джозеф Лодж. Первым же изобретателем способов передачи и приёма электромагнитных волн (которые длительное время назывались «Волнами Герца — Hertzian Waves»), является сам их первооткрыватель, немецкий учёный Генрих Герц (1888). Основные этапы истории изобретения радио с точки зрения развития теории и практики радиосвязи выглядят следующим образом.

• 1820 — датский учёный, физик Ганс Кристиан Эрстед продемонстрировал, что провод, несущий поток, отклоняет намагниченную стрелку компаса.

• 1829 — американский физик Джозеф Генри в экспериментах с лейденскими банками обнаружил, что их электрические разряды вызывают намагничивание на расстоянии металлических иголок.

• 1831 — английский физико-химик Майкл Фарадей открыл явление электромагнитной индукции.

• 1837 — немецкий физик и астроном Карл Огаст фон Штайнхайль, исследуя свойства двухпроводного телеграфного аппарата, установил, что мог бы устранить один из проводов и использовать единственный провод для телеграфной коммуникации. Это привело его к предположению, что можно устранить оба провода и передавать сигналы телеграфа через землю без проводов, соединяющих станции.

• 1845 — Майкл Фарадей ввел понятие электромагнитного поля.

• 1854 — шотландец Джеймс Боумен Линдси получил патент для системы беспроводной телеграфии через воду.

• 1859 — немецкий физик Беренд Феддерсен экспериментально доказал, что разряды лейденских банок запускают эфирные колебательные процессы.

• 1860—1865 — английский физик Джеймс Кларк Максвелл создал теорию электромагнитного поля,

• 1866 — Малон Лумис (Mahlon Loomis). американский дантист, заявил о том, что открыл способ беспроволочной связи. Связь осуществлялась при помощи двух электрических проводов, поднятых двумя воздушными змеями, один из них с размыкателем был антенной радиопередатчика, второй — антенной радиоприёмника, при размыкании от земли цепи одного провода отклонялась стрелка гальванометра в цепи другого провода.

• 1868 — Малон Лумис заявил, что повторил свои эксперименты перед представителями Конгресса США, передав сигналы на расстояние 14-18 миль.

• 1872 — Уильяму Генри Варду 30 апреля выдан патент США № 126356 под названием «Усовершенствования для того, чтобы собрать электричество для того, чтобы телеграфировать». Согласно патенту «электрический слой в атмосфере» мог нести сигналы как телеграфный провод.

• 1872 — 30 июля Малон Лумис получил патент США 129971 «Улучшение в телеграфии» на беспроводную связь. Хотя президент Грант подписал закон о финансировании опытов Лумиса, финансирование так и не было открыто[8]. К сожалению, никаких достоверных данных о характере экспериментов Лумиса, равно как и чертежей его аппаратов не сохранилось. Американский патент также не содержит детального описания устройств, использованных Лумисом.

• 1878—1879 — английский и американский изобретатель Дэвид Хьюз при работе с индукционной катушкой продемонстрировал возможность обнаружить сигналы на расстоянии более чем несколько сотен ярдов. Он продемонстрировал свое открытие Королевскому обществу в 1880 г., однако коллеги убедили его, что речь идёт лишь об индукции[9][10].

• 1879 — В конце октября 1879 г. Дэвид Эдвард Хьюз пришел к выводу, что из передающей схемы можно убрать индукционную катушку, поскольку установил, что любая электрическая искра обусловливает звук в телефоне. Далее Хьюз поместил передатчик и приемник в разные комнаты и уже не соединял приборы. К приемнику на расстоянии 6 футов от передатчика был подсоединен провод — одна из первых антенн. К слову, одна из первых антенн фигурировала ещё в опытах Луиджи Гальвани (1737—1798), в которых детектором служил свежий препарат лягушки.

• 1882 — март, профессор физики Тафтского университета (Бостон, США) Амос Долбер получил американский патент на беспроводной телеграф. Обнаружил, что можно использовать в качестве проводника землю, и что если разорвать провод между передатчиком и приемником, то связь осуществима, хотя и с потерей качества звука. Утверждал, что добился передачи сигналов на расстояние 13 миль.

• 1883 — ирландский профессор Джордж Фрэнсис Фицджеральд предложил использовать эфирные колебания в качестве источника максвелловских волн. Однако он не представлял, как эти волны зарегистрировать, а потому ограничился чистой теорией.

• 1885 — американский изобретатель Томас Алва Эдисон 23 мая подал патентную заявку № 166455 (утверждена 29 декабря 1891 г., патент США № 465971) на «Способ передачи электрических сигналов». Во время Большой Снежной бури 1888 г. в США эта система передачи использовалась, чтобы послать и получить беспроводные сообщения от поездов, занесенных снегом. Возможно, что это первое успешное использование беспроводной телеграфии, чтобы послать сигналы бедствия. Выведенные из строя поезда смогли поддержать связь через систему телеграфа Т. А. Эдисона.

• 1885—1892 — фермер из Кентукки, США, Натан Стабблефилд (Nathan Stubblefield), изобрел устройство, которое базировалось на звуковой частотной индукции. Для передачи сигнала использовалась звуковая проводимость земли, а не радиочастота.

• 1886—1888 — немецкий физик Г. Герц доказал существование электромагнитных волн, предсказанных Максвеллом математическим путем (опыты при различных взаимных положениях генератора и приёмника). Герц с помощью устройства, которое он назвал вибратором, осуществил успешные опыты по передаче и приёму электромагнитных сигналов на расстояние и без проводов.

• 1890 — французский физик и инженер Эдуар Бранли изобрёл прибор для регистрации электромагнитных волн, названный им радиокондуктор (позднее — когерер). В своих опытах Бранли использует антенны в виде отрезков проволоки. Результаты опытов Эдуара Бранли были опубликованы в Бюллетене Международного общества электриков и отчётах Французской Академии Наук.

• 1890 — белорусский ученый Яков Оттонович Наркевич-Иодко применил для регистрации грозовых разрядов прибор, имеющий основные компоненты радиоприемных устройств — антенну и заземление, а также телефонную трубку. Прибор позволял регистрировать электрические разряды в атмосфере на расстоянии до 100 км.

• 1891—1892 — главный инженер британского почтового ведомства Уильям Прис (William Preece) успешно экспериментировал с индукционной передачей сигналов азбукой Морзе между прибрежными приемно-передающими станциями (в том числе через Бристольский залив), разнесенными на несколько километров (до 5 км).

• 1891 — Никола Тесла (Сент-Луис, штат Миссури, США) в ходе лекций публично описал принципы передачи радиосигнала на большие расстояния.

• 1892 — киевский студент В. П. Добровольский предложил проект беспроволочной электрической сигнализации. В письме в журнал «Электричество» он привел схему передающего и приемного устройства беспроволочного телеграфа, который своими внешними чертами напоминал появившиеся позже искровые радиотелеграфные установки.[11]

• 1892 — англичанин Джозеф Крукс (William Crookes) впервые системно описал принципы передачи информации с помощью электромагнитных волн.

• 1893 — Тесла патентует радиопередатчик и изобретает мачтовую антенну, с помощью которой в 1895 г. передаёт радиосигналы на расстояние 30 миль[12]

• Между 1893 и 1894 — Роберто Ланделл де Мора, бразильский священник и учёный, провёл эксперименты по передаче радиосигнала. Их результаты он не оглашал до 1900 г., но впоследствии получил бразильский патент.

• 1894 — профессор Эрих Ратенау провел под Берлином эксперименты по передаче сигналов с помощью низкочастотных электромагнитных волн.

• 1894 — Маркони, под влиянием идей профессора Риги, высказанных в некрологе памяти Герца, начинает эксперименты по радиотелеграфии (первоначально — с помощью вибратора Герца и когерера Бранли)[13]. Однако никаких письменных свидетельств того времени, которые могли бы подтвердить опыты Маркони проводимые в 1894 году, не имеется.

• 14 августа 1894 — первая публичная демонстрация опытов по беспроводной телеграфии британским физиком Оливером Лоджем и Александром Мирхедом на лекции в театре Музея естественной истории Оксфордского университета. В ходе демонстрации радио сигнал был отправлен из лаборатории в соседнем Кларендоновском корпусе и принят аппаратом в театре (40 м.) Изобретённый Лоджем радиоприёмник («Прибор для регистрации приёма электромагнитных волн») содержал радиокондуктор — «трубку Бранли» со встряхивателем, которому Лодж дал название когерер, источник тока, реле и гальванометр; для встряхивания когерера с целью периодического восстановления его чувствительности к «волнам Герца» использовался или электрический звонок или заводной пружинный механизм с молоточком-зацепом.

• Ноябрь 1894 — публичная демонстрация опытов по беспроводной передаче сигнала в миллиметровом диапазоне сэром Джагадишем Чандра Боше в Ратуше города Калькутты. Кроме того, Боше изобрёл ртутный когерер, не требующий при работе физического встряхивания

• 1895 — английский физик Эрнст Резерфорд опубликовал результаты своих экспериментов по детектированию радиоволн на расстоянии в три четверти мили от их источника. Для приема радиоволн Резерфорд дополнил резонатор Герца катушкой из тонкой проволоки с намагниченной стальной иглой внутри. Под действием радиоволновых импульсов игла размагничивалась, что и показывал магнитометр.

• 7 мая 1895 года на заседании Русского физико-химического общества в Санкт-Петербурге Александр Степанович Попов читает лекцию «Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям», на которой, воспроизводя опыты Лоджа c электромагнитными сигналами, продемонстрировал прибор, схожий в общих чертах с тем, который ранее использовался Лоджем. При этом Попов внёс в конструкцию усовершенствования. Отличительной особенностью прибора Попова был молоточек, встряхивавший когерер (трубку Бранли), который работал не от часового механизма, как ранее, а от радиоимпульса[14]. Таким образом, строго говоря, прибор А. С. Попова следует называть «грозоотметчиком» (как его именовал и сам автор) с релейным механизмом регенерации детектирующего элемента. Современники Попова признавали, что его конструкция представляла собой прибор, который впоследствии был использован для беспроводной телеграфии. Сам Попов приспособил прибор для улавливания атмосферных электромагнитных волн, под названием «грозоотметчик»; первым в мае же 1895 года на метеостанции Лесного института установил «грозоотметчик» (или «разрядоотметчик» — такие названия прибору первым дал именно он) основатель физической кафедры учреждения Д. А. Лачинов, который в июле 1895 года во 2-м издании своего курса «Основ метеорологии и климатологии» впервые изложил принцип действия «разрядоотметчика Попова» — это и есть первое описание прототипа.[15][16][17][18][19]

• Весна 1895 г. — Маркони добивается передачи радиосигнала на 1,5 км.

• Сентябрь 1895 — по некоторым утверждениям, Попов присоединил к приёмнику телеграфный аппарат и получил телеграфную запись принимаемых радиосигналов.[12]. Однако никаких документальных свидетельств об опытах Попова с радиотелеграфией до декабря 1897 г. (то есть до опубликования патента и сообщений об успешных опытах Маркони) не существует[14]. Версию о передаче Поповым радиограммы раньше Маркони измыслил В. С. Габель[20]

• 2 июня 1896 г. — Маркони подаёт заявку на патент.

• 2 сентября 1896 — Маркони демонстрирует своё изобретение на равнине Солсбери, передав радиограммы на расстояние 3 км[13][21][22].

• 1897 — Оливер Лодж изобрёл принцип настройки на резонансную частоту[23]

• 1897 — Французский предприниматель Эжен Дюкрете строит экспериментальный приёмник беспроволочной телеграфии по чертежам, предоставленным А. С. Поповым.