Предоставляю ко вниманию посетителей сайта статью, посвященуюю созданию радио

Изобретение радио является одним из величайших достижений человеческойкультуры конца девятнадцатого столетия. Появление этой новой отраслитехники не было случайностью. Оно подготовлялось поем предшествующимразвитием науки и отвечало требованиям эпохи.

Как правило, первые шаги во вновь зарождающихся областях техникинеизбежно бывают связаны с предыдущими научными и техническимидостижениями, относящимися иной раз к различным разделам человеческихзнаний и практики. Однако в каждой новой технической области всегда можнонайти определенную физическую основу. Такой физической основой длявозможности появления радиотехники послужило электромагнитное поле.

Учение об этом поле, до того как оно нашло себе техническое применение,разрабатывалось многими выдающимися учеными на протяжении почтиполустолетия. Еще в 1831 г. Фарадей и своих «Экспериментальныхисследованиях по электричеству» заложил начала наших представлений овоздействии электрических токов, приводящих «находящуюся непосредственнойблизости от них материю в некоторое особое состояние, которое до того былобезразличным». Максвелл в 1864 г. пришел к мысли о единстве природысветовых и электрических колебаний и математически обосновал свои выводы взнаменитом «Трактате об электричестве и магнетизме», опубликованном в 1873г. Генрих Герц в 1888 г. подтвердил классическими опытами правильностьподобных взглядов.

А. С. Попов — основатель радиотехники

А. С. Попов родился 16 марта 1859 года в поселке Турьииские Рудники на
Северном Урале (ныне г. Краснотурьинск Свердловской области). Сынсвященника, он учился в Далматовском духовном училище и Пермской духовнойсеминарии. Но, как и многие семинаристы, тяготевшие к науке, он вышел изсеминарии после окончания общеобразовательных классов и 18-летним юношейпоступил на физико-математический факультет Петербургского университета.

С увлечением отдаваясь научным занятиям, А. С. Попов вскоре обратил насебя внимание профессоров университета, среди которых были крупнейшиефизики того времени (Ф. Ф. Петрушсвский, И. Г. Егоров и др.). Блестящиеспособности А. С. Попова позволили ему еще студентом исполнять обязанностиассистента профессора на лекциях.

Окончив университет в 1882 году, Александр Степанович по материальнойнеобеспеченности не смог принять предложение остаться при кафедре физикидля подготовки к профессорскому званию и занял место преподавателя физики вкронштадтском Минном офицерском классе и в Минной школе. Сюда А. С. Поповавлекла возможность вести научно-исследовательскую работу в первоклассном посвоему оборудованию физическом кабинете класса.

Годы работы А. С. Попова в Кронштадте (1883—1901) были весьмаплодотворным периодом в научной жизни изобретателя. Именно здесь, в стенахфизического кабинета Минного офицерского класса, родилось и начало свойпобедный путь величайшее достижение мировой науки и техники — радиосвязь.

А. С. Попов работал вскоре после великих открытий Фарадея и Максвелла,начавших новую эпоху электротехники.

В 1867 году английский физик Максвелл вывел из своих чисто теоретическихтрудов заключение о существовании в природе электромагнитных волн,распространяющихся со скоростью света. Он утверждал, что видимые волнысвета являются только частным случаем электромагнитных волн, известнымпотому, что эти волны люди могут обнаруживать и искусственно создавать.
Теория Максвелла была встречена с большим недоверием, но своей глубиной итеоретической завершенностью привлекла к себе внимание многих физиков.

Начались поиски способов экспериментального доказательств теории
Максвелла. Берлинская Академия паук в 1879 голу даже объявила этодоказательство конкурсной задачей. Ее решил молодой немецкий физик Генрих
Герц, который в 1888 году установил, что при разряде конденсатора черезискровой промежуток действительно возбуждаются предсказанные Максвелломэлектромагнитные волны, невидимые, но обладающие многими свойствамисветовых лучей.

Через два года французский ученый Э. Бранли заметил, что в сфере действияволн Герца металлические порошки изменяют электрическую проводимость ивосстанавливают ее только после встряхивания. Англичанин Оливер Лодж в 1894году использовал прибор Бранли, названный им когерером, для обнаруженияэлектромагнитных волн и снабдил его встряхивателем.

Герц стремился получить с помощью искрового разрядника электромагнитныеволны, возможно более близкие к видимым световым волнам, и ему удалосьполучить волны длиной 60 см. Последователи Герца, пользуясь электрическимиспособами возбуждения колебаний, шли по пути увеличения длины волны, тогдакак многие русские и зарубежные физики (П. Н. Лебедев, А. Риги, Г. Рубенс,
А. А. Глаголева-Аркадьева, М. А. Левитская и др.) в своих работах шли отсветовых волн на смыкание с радиоволнами.

Постепенно радиотехника овладевала всем обширным спектром радиоволн.
Оказалось, что свойства радиоволн совершенно различны на разных участкахспектра, а кроме того, зависят от сезона, времени суток и солнечных циклов.

Электромагнитные волны длиной от 0,5 мм до 50 км в настоящее времяназывают радиоволнами. Они возбуждаются колебаниями тока с частотой от 600млрд. до 6 тыс. герц. Практическое использование еще более коротких волнсвязано с техническими трудностями, а практическое применение их сопряженос сильным поглощением в атмосфере. С другой стороны, спектр ограниченнепригодностью еще более длинных волн для радиосвязи.

7 мая 1895 года в ученых кругах Петербурга произошло событие, котороесразу не привлекло к себе особого внимания, но практически было началомодного из величайших в мире технических открытий. Этим событием явилсядоклад А. С. Попова, преподавателя физики в Минном офицерском классе
Кронштадта, «Об отношении металлических порошков к электрическимколебаниям». Заканчивая доклад, Александр Степанович сказал: «В заключениемогу выразить надежду, что мой прибор, при дальнейшем усовершенствованииего, может быть применен к передаче сигналов на расстояния при помощибыстрых электрических колебаний, как только будет найден источник такихколебаний, обладающих достаточной энергией». Дата этого доклада признанатеперь днем рождения радио.

Первым корреспондентом А. С. Попова в его опытах по осуществлениюрадиосвязи была сама природа — разряды молний. Первый радиоприемник А. С.
Попова, а также изготовленный им летом 1895 года «грозоотметчик» моглиобнаруживать очень дальние грозы. Это обстоятельство и навело А. С. Попована мысль, что электромагнитные волны можно обнаружить при любой дальностиисточника их возбуждения, если источник обладает достаточной мощностью.
Такое заключение дало Попову право говорить о передаче сигналов на дальнеерасстояние без проводов.

В качестве источника колебаний в своих опытах А. С. Попов пользовалсягерцевским вибратором, приспособив для его возбуждения давно известныйфизический инструмент — катушку Румкорфа. Будучи замечательнымэкспериментатором, своими руками изготовляя всю необходимую аппаратуру,
Попов усовершенствовал приборы своих предшественников. Однако решающеезначение имело то, что Попов к этим приборам присоединил вертикальныйпровод — первую в мире антенну и таким образом полностью разработалосновную идею и аппаратуру для радиотелеграфной связи. Так возникла связьбез проводов с помощью электромагнитных волн, так в изобретении А. С.
Попова зародилась современная радиотехника.

Возможно, что если бы Попов был только ученым-физиком, то па этом дело быи остановилось, но Александр Степанович был, кроме того, инженером-практиком и загнал нужды военно-морского флота. Еще в январе 1896 года встатье А. С. Попова, опубликованной в «Журнале Русского физико-химическогообщества», были приведены схемы и подробное описание принципа действияпервого в мире радиоприемника. А в марте изобретатель продемонстрировалпередачу сигналов без проводов на расстояние 250 м, передав первую в мирерадиограмму из двух слов «Генрих Герц». В том же году в опытах на корабляхбыла достигнута дальность радиосвязи сначала на расстояние около 640 м, авскоре и на 5 км.

Позже, в июне 1896 года итальянец Г. Маркони сделал в Англии патентнуюзаявку на аналогичное изобретение, но сведения об его опытах и приборахбеспроволочного телеграфирования были опубликованы лишь через год — в июне
1897 года.

Умелая реклама, большой интерес Англии к возможностям осуществления связибез проводов позволили Маркони в 1897 году основать специальную фирму
(«Компания беспроволочного телеграфа и сигнализации») с капиталом 100 тыс.фунтов стерлингов. Дальность радиосвязи в это время в опытах Маркони непревосходила дальности, достигнутой Поповым.

В 1898 году А. С. Попов добился уже радиосвязи на 11 км и, заинтересовавсвоими опытами Морское министерство, организовал даже небольшоепроизводство своих приборов в мастерских лейтенанта Колбасьева и упарижского механика Дюкрете, который в дальнейшем стал главным поставщикомего приборов.

Когда в ноябре 1899 года у острова Гогланд сел на мель броненосец
«Генерал-адмирал Апраксин», то по поручению Морского министерства Поповорганизовал первую в мире практическую радиосвязь. Между г. Котка иброненосцем на расстоянии около 50 км в течение трех месяцев было переданосвыше 400 радиограмм.

После успешной работы радиолинии Гогланд — Котка Морское министерствопервым в мире приняло решение о вооружении всех судов русского военно-морского флота радиотелеграфом как средством постоянного вооружения. Подруководством Попова началось изготовление радиоаппаратуры для вооружениякораблей. Одновременно с этим А. С. Попов создал первые армейские полевыерадиостанции и провел опыты по радиосвязи в Каспийском пехотном полку. Вмастерской кронштадтского порта, организованной А. С. Поповым в 1900 году,были изготовлены радиостанции для вооружения мерных кораблей (крейсер
«Поник», линкор «Пересвет» и др.), отправляемых на Дальний Восток дляукрепления 1-й Тихоокеанской эскадры.

Русский флот получил па вооружение радиотелеграфную аппаратуру ранееанглийского флота. Английское адмиралтейство только в феврале 1901 годазаказало первые 32 станции, а вопрос о массовом радиовооружении кораблейрешило лишь в 1903 году.

Кроме России, Англии и Германии, в других странах Европы, а также в СШАне велось самостоятельных разработок в области радио, и поэтому эти страныоказались в большей или меньшей зависимости от общества Маркони. Оно сумелообеспечить себе монополию почти во всем мире и сохраняло ее вплоть допервой мировой войны.

Технические возможности небольшой мастерской в Кронштадте и парижскоймастерской Дюкрете были слабы, для того чтобы спешно вооружить вторуюрусскую эскадру, уходившую на Дальний Восток. Поэтому большой заказ наизготовление радиоаппаратуры для кораблей эскадры был передан германскойфирме «Телефункен». Недобросовестно изготовленная этой фирмой аппаратурачасто отказывала в работе. А. С. Попов, командированный в Германию длянаблюдения за ходом поставки аппаратуры, писал 26 июня 1904 года: «Приборыне были никому сданы и никто не обучен обращению с ними. Ни на одномкорабле нет схемы приемных приборов».

Известно, что заслуги А. С. Попова благодаря настояниям общественностибыли высоко оценены. В 1898 году ему была присуждена премия Русскоготехнического общества, присваиваемая раз в три года за особо выдающиесядостижения. В следующем году Александр Степанович получил диплом почетногоинженера-электрика. Русское техническое общество избрало его своим почетнымчленом. Когда, в 1901 году, Попову предложили профессуру в
Электротехническом институте, то Морское ведомство согласилось на этотолько при условии продолжения службы его в Морском техническом комитете.

Работы А. С. Попова имели большое значение для последующего развитиярадиотехники. Изучая результаты опытов на Балтике в 1897 году попрекращению связи между кораблями «Европа» и «Африка» в моменты прохождениямежду ними крейсера «Лейтенант Ильин», Попов пришел к заключению овозможности с помощью радиоволн обнаруживать металлические массы, то есть кидее современной радиолокации.

Попов уделял большое внимание применению полупроводников в радиотехнике,настойчиво изучая роль проводимостей окислов в когерерах. В 1900 году онразработал детектор с парой уголь — сталь.

В 1902 году А. С. Попов говорил своему ученику В. И. Коваленкову: «Мынаходимся накануне практического осуществления радиотелефонии, какважнейшей отрасли радио», и рекомендовал ему заняться разработкойвозбудителя незатухающих колебанию. Через год (в 1903—1904 годах) влаборатории Попова уже были поставлены опыты радиотелефонирования,демонстрировавшиеся в феврале 1904 года на III Всероссийскомэлектротехническом съезде.

В Минном офицерском классе Попов проработал около 18 лет и оставил тамслужбу лишь в 1901 году, когда был приглашен занять кафедру физики в
Петербургском электротехническом институте. В октябре 1905 года он былизбран директором этого института.

Однако к этому времени здоровье Александра Степановича было ужеподорвано.

Попов тяжело переживал Цусимскую катастрофу, в которой погибли многие егосотрудники и ученики. К тому же условия работы первого выборного директора
Электротехнического института были очень трудными. Все это вместе привело ктому, что после крупного объяснения с министром внутренних дел Дурново
Александр Степанович Попов 31 декабря 1905 года (13 января 1906 года поновому стилю) в 5 часов вечера скоропостижно скончался от кровоизлияния вмозг.

Радиосвязь после А. С. Попова

За кратковременную деятельность и области радиотехники (менее 10 лет) А.
С. Попов добился очень больших результатов, использовав все достиженияфизики своего времени. Понадобились долгие годы и соединенные усилия многихученых и инженеров, чтобы развить изобретение А. С. Попова и довести его дотого расцвета, свидетелями которого мы являемся теперь. Всю эту огромнуюработу можно рассматривать как историю овладения человеком спектромрадиоволн, начало которому положили труды А. С. Попова.

Эта работа шла в нескольких направлениях, на первых порах трудноотделимых одно от другого, но постепенно выросших в самостоятельныеотрасли. Одновременно велись: 1) разработка способов и техники возбужденияслабо затухающих, а затем и незатухающих колебаний, 2) совершенствовалисьсредства обнаружения и выделения колебаний, 3) разрабатывались конструкцииантенн, 4) совершенствовались способы воспроизведения и обработкипередаваемой информации.

Чем же располагал А. С. Попов, когда он прокладывал первые пути визучении этого океана электрических волн? Он работал на волнах, которые внастоящее время называют промежуточными. Применение антенны позволило емуувеличить дальность действия своей аппаратуры, но при этом пришлось отойтиот тех воли (метровые и дециметровые), на которых работал Герц. Искровойпромежуток Попов включал в передающую антенну, и она возбуждалась пасобственной длине волны. Поскольку собственная длина, волны вертикальногозаземленного вибратора-антенны А. С. Попова равна приблизительноучетверенной высоте, антенну старались поднять возможно выше, чтобыувеличить дальность связи. В итоге рабочая длина волны стала измерятьсясначала десятками, а затем и сотнями метров.

Для осуществления связи А. С. Попов применял искровые передатчики средкой искрой и сильным затуханием колебаний и приемники с когерером ипервыми образцами полупроводниковых детекторов. Располагая столь скуднойаппаратурой, А. С. Попов тем не менее наметил обширный план дальнейшегоразвития радио: радиотелефонию, радиообнаружение, открыл ограничивающеедействие помех и суточный неравномерный ход силы принимаемых сигналов.
Теорию четвертьволнового вибратора А. С. Попов доложил на I Всероссийскомэлектротехническом съезде 29 декабря 1899 года. Описывая работы по спасениюброненосца «Генерал-адмирал Апраксин», А. С. Попов особо отметил в докладе:
«Два дня совершенно нельзя было работать от действия атмосферногоэлектричества...». Выдвинутая им задача борьбы за помехоустойчивостьрадиосвязи остается и теперь одной из главных задач радиотехники.

О втором наблюдении Попова мы узнаем из воспоминаний одного из егосовременников В. М. Лебедева: «Надо заметить, что уже тогда А. С. знал означительном улучшении радиосвязи в ночное время, хотя объяснений пока ещеи не имел, и поэтому все новые опыты производились исключительно ночью».
Таким образом, А. С. Попов установил зависимость дальности радиосвязи отвремени суток и открыл ослабление атмосферных разрядов ближе к рассвету.

Эти наблюдения не соответствовали господствовавшей теориираспространения, привязывавшей радиоволны к земной поверхности. Онисвидетельствовали о необходимости исследований верхней атмосферы земли,которая только и могла объяснить суточные изменения силы сигналов. Однакона эти наблюдения А. С. Попова было обращено очень мало внимания иисследование их началось гораздо позже.

Предложенный помощником Попова П. Н. Рыбкиным слуховой метод приемарадиосигналов на телефонные трубки получил всеобщее признание, так какпозволял отличать сигналы от помех, увеличивал дальность связи.
Существенной помощью в борьбе с атмосферными помехами было появление в
1906—1909 годах передатчиков с частой искрой и с малым затуханиемколебаний. Такие передатчики создавали тональное звучание сигналов, так какмузыкальный тон сигналов облегчал выделение их среди помех.

В 1909—1910 годах определился тип искровых радиостанций, в которыхприменялись искровые разрядники вращающиеся или дисковые многократные.
Прием сигналов производился только на телефонные трубки с помощьюкристаллического детектора. Эта почти стабилизовавшаяся аппаратура безсущественных изменений продержалась всю первую мировую войну, хотя ужеимелись и радиостанции незатухающих колебаний, а в приемной аппаратуре вряде случаев применялись и электронные лампы в качестве усилителей.

Отличительной особенностью этого периода было стремление западныхгосударств организовать свои стратегические системы дальней радиосвязи. В
России также шло подобное радиостроительство. В 1910 году была осуществленасеть стратегической радиосвязи, которая связывала Бобруйск с побережьем
Балтики, Черного моря и группой радиостанций вдоль западной границы. На
Дальнем Востоке были построены радиостанции, соединявшие Хабаровск с
Харбином, Николаевском-на-Амуре, Владивостоком и Петропавловском-на-
Камчатке. Группа радиостанций воздвигалась вдоль северного побережья
России. Предусматривалось также строительство радиостанций в Москве длясвязи с Баку, Ташкентом и Бобруйском. Кроме того, Москва через Ташкентсвязывалась с Кушкой на границе Афганистана и через Баку с Ашхабадом и
Карсом. Наконец, намечалось построить транссибирскую линию радиосвязи
Москва — Хабаровск с установкой ретрансляционных станций в Уржумке,
Красноярске и Чите. Таким образом, предполагалось, что к предстоящей войнебудет готова необходимая стратегическая радиосеть. Но осуществить всенамеченное радиостроительство полностью не удалось, и некоторыерадиостанции спешно достраивались во время войны 1914—1918 годов.

Система внутренней радиосвязи России, однако, не имела выхода в Западную
Европу. Международные связи России обслуживали иностранные концессионныекомпании проволочного телеграфа—Северо-Датская и Индо-Европейская,входившие в сеть английской мировой кабельной связи. Между тем подготовка кмировой войне требовала организации собственной прямой международнойрадиосвязи с будущим союзниками. Осуществить эту задачу собственными силам
Россия была не в состоянии. Сказалось отсутствие собственной научно-исследовательской базы, которая могла бы развивать радиотехнику независимоот иностранных фирм.

Временная стабильность искровой радиотехники, достигнутая к 1908—1909годах за счет применения многократных и вращающихся разрядников, оказаласьнедолговечной: наступала эпоха незатухающих колебаний, переход к которымдолжен был явиться радикальным поворотом в направлении развитиярадиотехники и прежде всего в области дальней радиосвязи, для которой, кактогда считали, нужны очень длинные полны.

Начали строиться длинноволновые сверхмощные радиостанции с огромнымиантеннами, подвешиваемыми на 200— 250-метровых мачтах и башнях. Станциистоили 5—10 миллионов рублей, и строить их было под силу только большимэлектротехническим предприятиям. Передатчики со звучащей искрой уже негодились для таких мощных станций, как ни отстаивала это направление фирма
Маркони. Место искровой техники стали занимать дуговые и машинныегенераторы незатухающих колебаний.

Переход на работу незатухающими колебаниями явился очередным этапомразвития радиотехники. Дуговые генераторы были разработаны сначала в
Европе, а машины высокой частоты появились впервые в США. Несколько позже в
России машины высокой частоты начал изготовлять В. П. Вологднн на заводе
Дюфлон в Петербурге.

Межконтинентальные мощные радиостанции строились для работы на волнахдлиной 20—30 км и были оборудованы машинами высокой частоты и дугами. Тогдаеще никто не мог представить себе, что новые мощные, великолепнооборудованные радиостанции-гиганты на самом деле представляют собой впринципе порочное направление развития радиотехники и в недалеком будущемот них придется отказаться. Но это выяснилось позднее, а в годы передпервой мировой войной и во время нее шло ожесточенное соревнование между
Германией и Англией (фирмы «Телефункен» и Маркони) в области строительствадлинноволновых радиоцентров. Однако фирма Маркони опиралась на быстростареющие искровые радиостанции, тогда как германская фирма «Телефункен»,купив патенты на дугу и машину, выступала с более прогрессивными системамивысокочастотных генераторов. В 1912 году фирмы договорились о разделе сфервлияния: «Телефункен» получает рынки южного полушария, фирма Маркони —северного, но борьба продолжалась в скрытой форме.

Объявленная в 1914 году война прервала все переговоры и еще болееобнажила глубокие противоречия, давно назревшие в русской радиотехнике. В
России не было лабораторной базы, не было национальной радиопромышленности,и правительство не стремилось создавать ее, предпочитая привычные и удобныезаказы иностранным фирмам. Эти фирмы и подавно не намеревались развивать в
России научно-исследовательскую деятельность. Они импортировали «новинки»из своих заграничных лабораторий, сбывали в Россию устаревшую аппаратуру,стремясь использовать русских радиоспециалистов только как исполнителей,установщиков, монтажеров.

Между тем, ученики А. С. Попова продолжали подготовку кадроврадиоспециалистов. Их выпускали два высших военных училища — Офицерскаяэлектротехническая школа в Петербурге и Минный офицерский класс в
Кронштадте, а также Петербургский электротехнический институт. Русскиеинженеры работали на радиотелеграфном заводе Морского ведомства, служили вофлоте, на радиостанциях почтового ведомства и в армейских радиодивизионах.

Такое прогрессивное начинание, как организация русского радиотелеграфногозавода Морского ведомства, проложило себе дорогу, несмотря намногочисленные препятстви. Война, нарушив эти связи, активизировала русскихрадиоспециалистов. В условиях старой России это оживление могло быть тольковременным, так как царское правительство не намеревалось менять своеотношение к отечественной промышленности и закрывать доступ на русскийрынок иностранным фирмам. Продолжал даже работать, не будучинационализированным, завод немецкой фирмы «СнменсТальекс», так как онименовался «русским»,

В годы первой мировой войны в радиотехнике начался один из тех редкихтехнических переворотов, которые на первых порах ничем не примечательны.
Этот переворот в радиотехнике был произведен электронной лампой.

Впервые такую лампу с двумя электродами — накаленной нитью и анодом —предложил в 1904 году английский ученый Флеминг как новый прибор длядетектирования электромагнитных волн. Истинные возможности электроннойлампы были открыты лишь в 1906 году, когда американский инженер Ли де
Форест ввел в нее третий электрод — управляющую сетку. Такая лампа моглауже работать в качестве усилителя слабых колебаний, а затем (с 1913 года) ив качестве возбудителя (генератора) незатухающих колебаний.