10.Історія розвитку радіо. Радіопередача.

Винахід радіо є одним із найбільших досягнень людської культури кінця дев'ятнадцятого століття. Поява цієї нової галузі техніки не було випадковістю. Вона готувалася попереднім розвитком науки і відповідало вимогам епохи.

Як правило, перші кроки у знову зароджуються областях техніки неминуче бувають пов'язані з попередніми науковими і технічними досягненнями, що відносяться інший раз до різних розділів людських знань і практики. Проте в кожній новій технічній області завжди можна знайти певну фізичну основу. Такий фізичною основою для можливості появи радіотехніки стало електромагнітне поле.

Вчення про це поле, до того як воно знайшло собі технічне застосування,розроблялося багатьма видатними вченими протягом майже півстоліття. Ще у 1831 р. Фарадей і своїх «Експериментальних дослідженнях з електрики »заклав початку наших уявлень про вплив електричних струмів, що приводять «що знаходиться безпосередній близькості від них матерію в якийсь особливий стан, яке до того було байдужим ». Максвелл в 1864 р. прийшов до думки про єдність природи світлових та електричних коливань і математично обгрунтував свої висновки у знаменитому «Трактаті про електрику і магнетизм», опублікованому в 1873Генріх Герц в 1888 р. підтвердив класичними дослідами правильність подібних поглядів.

А. С. Попов - засновник радіотехніки

Роки роботи А. С. Попова у Кронштадті (1883-1901) були вельми плідним періодом у науковому житті винахідника. Саме тут, у стінах фізичного кабінету Мінного офіцерського класу, народилося і почав свій переможний шлях найбільше досягнення світової науки і техніки - радіозв'язок.

А. С. Попов працював незабаром після великих відкриттів Фарадея і Максвела,почали нову епоху електротехніки.

У 1867 році англійський фізик Максвелл вивів зі своїх суто теоретичних праць висновок про існування в природі електромагнітних хвиль,що поширюються зі швидкістю світла. Він стверджував, що видимі хвилі світла є лише окремим випадком електромагнітних хвиль, відомим тому, що ці хвилі люди можуть виявляти і штучно створювати.

Теорія Максвелла була зустрінута з великою недовірою, але своєю глибиною і теоретичної завершеністю привернула до себе увагу багатьох фізиків.

Почалися пошуки способів експериментального доказів теорії

Максвелла. Берлінська Академія павук в 1879 голу навіть оголосила це доказ конкурсній завданням. Її вирішив молодий німецький фізик Генріх

Герц, який в 1888 році встановив, що при розряді конденсатора через іскровий проміжок дійсно порушуються передбачені Максвелом електромагнітні хвилі, невидимі, але що володіють багатьма властивостями світлових променів.

Через два роки французький учений Е. Бранлі зауважив, що у сфері дії хвиль Герца металеві порошки змінюють електричну провідність і відновлюють її тільки після струшування. Англієць Олівер Лодж в 1894році використовував прилад Бранлі, названий їм когерером, для виявлення електромагнітних хвиль і забезпечив його струшувачів.

Герц прагнув отримати за допомогою іскрового розрядника електромагнітніхвилі, можливо більш близькі до видимих світловим хвилям, і йому вдалося отримати хвилі довжиною 60 см. Послідовники Герца, користуючись електричними способами збудження коливань, залучалися до збільшення довжини хвилі, тоді як багато хто російські та зарубіжні фізики (П. М. Лебедєв, А. Риги, Г. Рубенс, А. А. Глаголєва-Аркадьева, М. А. Левитська та ін) у своїх роботах йшли від світлових хвиль на змикання з радіохвилями.

Поступово радіотехніка опановувала всім великим спектром радіохвиль.

Як джерело коливань у своїх дослідах А. С. Попов користувався герцевскім вібратором, пристосувавши для її порушення давно відомий Фізичний інструмент - котушку Румкорфа. Будучи чудовим експериментатором, своїми руками виготовляючи всю необхідну апаратуру,

Попов удосконалив прилади своїх попередників. Проте вирішальне значення мало те, що Попов до цих приладів приєднав вертикальний провід - перша в світі антену і таким чином повністю розробив основну ідею і апаратуру для радіотелеграфного зв'язку. Так виникла зв'язок без дротів за допомогою електромагнітних хвиль, так у винаході А. С.Попова зародилася сучасна радіотехніка.

Пізніше, в червні 1896 року італієць Г. Марконі зробив в Англії патентну заявку на аналогічне винахід, але відомості про його дослідах і приладах бездротового телеграфування були опубліковані лише через рік - у червні 1897 року.

Уміла реклама, великий інтерес Англії до можливостей здійснення зв'язку без проводів дозволили Марконі в 1897 році заснувати спеціальну фірму

( «Компанія бездротового телеграфу і сигналізації») з капіталом 100 тис. фунтів стерлінгів. Дальність радіозв'язку в цей час в дослідах Марконі НЕ перевершувала дальності, досягнутої Поповим.

Після успішної роботи радіолінії Гогланд - Котка Морське міністерство перший у світі прийняло рішення про озброєння всіх судів російського військово -морського флоту радіотелеграфу як засобом постійного озброєння. Під керівництвом Попова почалося виготовлення радіоапаратури для озброєння кораблів. Одночасно з цим О. С. Попов створив перший армійські польові радіостанції і провів досліди по радіозв'язку в Каспійському піхотного полку. У майстерні кронштадтського порту, організованою А. С. Поповим у 1900 році,були виготовлені радіостанції для озброєння мірних кораблів (крейсер «Поник», лінкор «Пересвет» тощо), що відправляються на Далекий Схід для зміцнення 1-ї Тихоокеанської ескадри.

У 1898 році Попову була присуджена премія Російського технічного товариства, що привласнюється раз на три роки за особливо видатні досягнення. Наступного року Олександр Степанович отримав диплом почесного інженера-електрика. Російське технічне товариство обрало його своїм почесним членом. Коли, в 1901 році, Попову запропонували професуру в Електротехнічному інституті, то Морське відомство погодилося на це тільки за умови продовження його служби в Морському технічному комітеті.

Роботи А. С. Попова мали велике значення для подальшого розвитку радіотехніки. Вивчаючи результати дослідів на Балтиці в 1897 році на припинення зв'язку між кораблями «Європа» і «Африка» в момент проходження між ними крейсера «Лейтенант Ільїн», Попов прийшов до висновку про можливості за допомогою радіохвиль виявляти металеві маси, тобто до ідеї сучасної радіолокації.

1906-1909 роках передавачів з частою іскрою і з малим загасанням коливань. Такі передавачі створювали тональний звучання сигналів, так як музичний тон сигналів полегшував виділення їх серед перешкод.

У 1909-1910 роках визначився тип іскрових радіостанцій, в яких застосовувалися іскрові розрядники обертаються або дискові багаторазові.

Відмінною особливістю цього періоду було прагнення західних держав організувати свої стратегічні системи дальнього радіозв'язку. У Росії також йшло подібне радіобудівництво. У 1910 році була здійснена мережа стратегічної радіозв'язку, яка пов'язувала Бобруйськ з узбережжям Балтики, Чорного моря і групою радіостанцій вздовж західного кордону. На Далекому Сході були побудовані радіостанції, що з'єднували Хабаровськ з Харбіном, Миколаївському-на-Амурі, Владивостоком і Петропавлівському-на-Камчатці. Група радіостанцій споруджувалися уздовж північного узбережжя Росії. Передбачалося також будівництво радіостанцій в Москві для зв'язку з Баку, Ташкентом і Бобруйськом. Крім того, Москва через Ташкент пов'язувалася з Кушкою на межі Афганістану і через Баку з Ашхабадом і Карс. Нарешті, намічалося побудувати Транссибірську лінію радіозв'язку Москва - Хабаровськ з установкою ретрансляційних станцій в Уржумке, Красноярську і Читі. Таким чином, передбачалося, що до майбутньої війнібуде готова необхідна стратегічна радіомережа. Але здійснити все намічене радіобудівництво повністю не вдалося, і деякі радіостанції спішно добудовувалися під час війни 1914-1918 років.

Почали будуватися довгохвильові надпотужні радіостанції з величезними антенами, підвішували на 200 - 250-метрових щоглах і баштах. Станції коштували 5-10 мільйонів рублів, і будувати їх було під силу тільки великим електротехнічним підприємствам. Передавачі з звучної іскрою вже не годилися для таких могутніх станцій, як не відстоювала цей напрямок фірма Марконі. Місце іскровий техніки стали займати дугові і машинні генератори незгасаючих коливань.

Перехід на роботу незгасаючих коливаннями став черговим етапом розвитку радіотехніки. Дугові генератори були розроблені спочатку в Європі, а машини високої частоти з'явилися вперше в США. Трохи пізніше в Росії машини високої частоти почав виготовляти В. П. Вологднн на заводі Дюфлон в Петербурзі.

У роки першої світової війни в радіотехніці розпочався один із тих рідкісних технічних переворотів, які на перших порах нічим не примітні. Цей переворот в радіотехніці був проведений електронної лампою.

Вперше таку лампу з двома електродами - напруженій ниткою і анодом --запропонував у 1904 році англійський вчений Флемінг як новий прилад для детектування електромагнітних хвиль. Справжні можливості електронної лампи були відкриті лише у 1906 році, коли американський інженер Лі де

Форест ввів в неї третій електрод - сітку, що управляє. Така лампа могла вже працювати як підсилювач слабких коливань, а потім (з 1913 року) і як збудник (генератора) незгасаючих коливань.

Під час війни на Тверській військової радіостанції група військових радіоінженерів (В. М. Ліщинський, М. А. Бонч-Бруєвич, П. А. Остряков) з допомогою учня Попова професора В. К. Лебединського почали виготовляти вітчизняні радіолампи і будувати приймачі для прийому незгасаючих коливань. Застосування електронних ламп як би відкрило вікно в стіні:зазвучали найдальші станції, прийом яких виявився можливим завдяки посилення слабких сигналів електронної лампою. Маленький генератор з електронної лампою (гетеродин) спростив завдання прийому незгасаючих коливань.

У такому стані радіотелеграфна зв'язок перебувала до Жовтневої революції. Після революції і закінчення першої світової та громадянської воєн почався розвиток радіотехніки на базі електронних приладів. Це з'єднання винаходу Попова з електронікою дало можливість здійснити масове радіомовлення, кругосвітню радіозв'язок і ряд нових видів радіозв'язку.

Сучасні радіостанції працюють в загальній системі електрозв'язку, користуючись апаратами Бодо, СТ-65 та ін, і ведуть багаторазову передачу. По каналах радіомагістралі Москва - Хабаровськ обмін проводиться зі швидкістю понад двох тисяч слів за хвилину, причому і така швидкість не є граничною.