Основные сведения о технических средствах

радиовещания

РАДИО (от лат. radio — излучаю, испускаю лучи radius — луч) — это способ беспроволочной передачи сообщений на расстояние посредством радиоволн.

Связь и ее значение для цивилизации

Передача и прием информации с помощью различные средств связи всегда была важнейшим условием развития общества. Наиболее существенным компонентом информационной системы является средство ее доставки до конечного потребителя, так как важнейшие решения на их базе принимают люди, находящиеся на значительном расстоянии от происходящего,

В далеком прошлом связь осуществлялась посредством гонцов, передававших устные или письменные сообщения. В глубокой древности, еще до н.э., возникает оптический телеграф, это видно из трудов древнегреческого историка Полибия (ок. 201- ок. 120 до н. э.), который утверждал, что греки и их ученики римляне знали два рода телеграфной сигнализации: 1) простой, смысловой и 2) сложной, буквенной.

По свидетельству Плиния Старшего (23 или 24-79 до н. э.) зрительные сигналы использовались еще во врем Троянской войны. Это подтверждает и трагедия Эсхила (ок. 525-456 гг. до н. э.) «Агамемнон» (ст. 272), где рассказывается, что весть о взятии Трои дошла в Грецию через несколько часов при помощи огненных сигналов, передаваемых с одного возвышенного места на другое, т.е. еще до н.э. применялся принцип ретрансляции информации, с использованием точек приема—передачи. По мнению некоторых ученых, Вавилонская башня была построена для распространения оптической информации. Причем греки при помощи оптического телеграфа умели передавать не только набор условных команд. Еще в V веке до н. э. Клеоксен и Демоклет предложили передавать буквы комбинацией из двух факелов. Греческий алфавит из 24 букв был записан ими в виде таблицы из пяти строк и пяти столбцов.

Полибий сообщает о том, что греки умели пользоваться смысловой телеграфией: «Две станции должны быть снабжены двумя (по одному на каждую) совершенно одинаковыми глиняными цилиндрическими сосудами, вышиной в три локтя, диаметром в один локоть. Оба сосуда снабжены внизу одинаковыми отверстиями, через которые налитая в них вода выливается с одинаковой скоростью. К сосудам принадлежат поплавки из легкого дерева, с укрепленными на них вертикальными палочками, на которых нанесены деления, помеченные употребительнейшими словами или фразами — одно и то же на каждом поплавке. Вода в обоих сосудах должна постоянно наливаться до одинакового в обоих уровня. Перед отправлением депеши телеграфист подымает свой факел и ждет, пока его корреспондент не подымет своего («готов», «слушаю»); тогда оба факела опускаются, открываются отверстия в аппаратах, вода опускается, и когда в отправляющем аппарате желаемое деление на штифте поплавка опустится до верхнего края сосуда, телеграфист опять подымает факел в знак того, что его сосед должен остановить воду в своем цилиндре. Если оба аппарата действовали вполне аналогично, то у края сосуда получателя на штифте поплавка оказывалось то же деление, с тем же словом или фразой». Немного позднее по этому же принципу действовал буквенный телеграф: греческий алфавит был разбит на три группы, а число факелов обозначало номер группы.

В период развития рабовладельческого государства связь приобретает упорядоченный характер. В Древней Греции, Персии, Египте, Китае, Римской империи существовала хорошо налаженная государственная почта.

До возможности передачи электрических сигналов оптический телеграф являлся наиболее оперативным и распространенным средством связи. Например, во Франции к середине XIX века действовали 550 башен оптического телеграфа для связи 28 наиболее крупных городов. Информация в таком телеграфе, изобретенном французским механиком Клодом Шаппом (1763-1805), передавалась посредством семафорной азбуки, могла преодолеть расстояние между Петербургом и Варшавой (1200 км) за 15 мин. И все же для успешного функционирования капиталистического государства требовалась более скоростная связь. В XIX в. появляются электрические способы передачи сообщений. Изобретателем электрического телеграфа стал русский ученый, электротехник и востоковед Павел Львович Шиллинг (1786-1837), В 1832 г. он создал клавишный телеграфный аппарат и на основе его — систему электромагнитного телеграфа. Демонстрацию стрелочного телеграфа П. Л. Шиллинг осуществил на своей квартире на Марсовом поле, передав на расстояние более 10 метров телеграмму из 10 слов. Известный американский художник Сэмюэл Финли Бриз Морзе (1791-1872) в 1838 г. разработал телеграфный код (код Морзе), состоящий из точек и тире, ставший прообразом современного цифрового кода. А уже к 1850 г. русский физик и изобретатель в области электротехники академик Борис Семенович Якоби (1801-1874) «научил» телеграфный аппарат печатать буквы и цифры на бумажной ленте.

В 1876 г. Александер Грэхем Белл (1847-1922) получил патент в США на изобретенный им телефон. Микрофон преобразовывал звуковые колебания в электрик ческие сигналы, которые могли передаваться на огромные расстояния по проводам, а затем в приемном телефонном аппарате сигналы преобразовывались в звук. Таким образом, стала возможна передача по проводам аналоговой речевой информации. Уже в 1878 г. в США (Нью-Хейвен) была построена первая телефонная станция.

Следующим важным этапом в развитии связи было изобретение беспроводной передачи электрических сигналов.

Технические предпосылки изобретения и реализации радиосвязи

Луиджи Гальвани (1737-1798), итальянский физиолог, один из основателей учения об электричестве, заметил, что лапка лягушки время от времени производит сокращения (мышцу лягушки исследователь соединил с проводом — прообраз современной антенны, а нерв — с проводом, опущенным в колодец, — заземление). На основании этого Гальвани сделал вывод о том, что на тело лягушки воздействуют электрические токи, и связал это с атмосферными явлениями, но позднее, в 1774 г., исследователь понял, что сокращения вызывало собственное «животное электричество». В 1791 г. им был опубликован «Трактат о силах электричества при мышечном движении».

Алессандро Вольта (1745-1827), итальянский физик и физиолог, понял, что наблюдаемые Луиджи Гальвани явления связаны с наличием в цепи двух разнородных металлов и жидкости. (На основе этого им был изобретен источник длительного постоянно го тока).

Майкл Фарадей (179l-1867), английский физик, создатель учения об электромагнитном поле, в письме от 12 марта 1832 г. предположил, что распространение магнитного поля похоже на распространение волн по водной поверхности. Позднее, в 1865 г., английский физик Джеймс Клерк Максвелл (1831-1879) на основании многолетних исследований предположил, что и свет имеет электромагнитную природу, что было экспериментально доказано немецким физиком Генрихом Герцем (1857-1894) в 1887-88 гг.

Дэвид Юз (1831-1900), английский физик, профессор музыки в Бардстаунском колледже (шт. Кентукки), изобретатель буквопечатающего телеграфного аппарата и угольного микрофона — в 1879-1880 гг. демонстрирует передачу радиосигнала на расстояние сотни метров.

Попытки осуществить радиосвязь предпринял Томас Эдисон (1847-1931) в 1885 г. (патент № 465971), но его опыты не имели практического использования, а в 1892 г. английский химик и физик У. Крукс (1832-1919) подробно описал принципы осуществления радиосвязи.

Александр Степанович Попов (1859-1905/06), преподаватель физики и электротехники в минном офицерском классе (г. Кронштадт), после публикаций Г. Герца об электромагнитных волнах осуществил первую публичную демонстрацию радиосвязи 7 мая 1895 г. А. С. Попов изобрел радиоприемник, который в дальнейшем оказался пригодным для записи грозовых разрядов. 12 марта 1896 г. исследователь передал первую в мире радиограмму: «Генрих Герц».

В 1895 г. Гульельмо Маркони (1874-1937) впервые передал без проводов на расстояние 2,4 км сигнал посредством азбуки Морзе, в качестве радиопередатчика используя искровой излучатель Герца. В 1897 г. им была осуществлена радиосвязь с военным кораблем на расстояние 19 км. В 1897 г. Маркони зарегистрировал в Англии Компанию беспроводного телеграфирования и сигнализации, в 1899 г. основал Американскую компанию беспроводной и телеграфной связи, а в 1900 г. — Международную компанию морской связи. В декабре 1901 г. им была осуществлена радиотелеграфная передача через Атлантический океан.

Споры о первенстве изобретения радиосвязи, или, как ее называли в то время, беспроводного телеграфа, не смолкают до сих пор. Видимо, они трудноразрешимы, так как А. С. Попов проводил свои опыты в обстановке секретности (этого требовало военно-морское ведомство), и не запатентовал свое открытие. Поэтому, например, энциклопедия «Британника» отдает первенство Г. Маркони, а Большая Советская энциклопедия — А.С. Попову. Обратимся к оценкам современников этого поистине великого изобретения, когда его история еще не была искажена политическими или экономическими факторами.

В августе 1903 г. в Берлине собралась первая в истории Международная конференция по радиосвязи, в которой участвовали делегации девяти наиболее развитых в то время стран. Приведем цитату из выступления на церемонии открытия конференции официального представителя Германии государственного секретаря М. Кретке: «...После того, как знаменитый Фарадей узнал, как формируются и распространяются в пространстве электрические волны, Максвелл создал теорию их передачи и выяснил скорость их распространения. Надо отдать должное гению Герца, подтвердившего эти теории в своих исследованиях. Лорд Кельвин смог изучить феномены, создаваемые разрядкой лейденских банок, установить колебательный их характер и зависимость от значения самоиндукции и емкости. В 1890 году Бранли впервые исследовал воздействие колебательного разряда на трубку с металлической стружкой. Развивая эти исследования, Лодж указал на возможность обнаружения таким способом электрических волн.

В 1895 году Попов во время исследования электрических разрядов в атмосфере придумал формирование телеграфных сигналов с помощью волн Герца; именно ему мы обязаны первым радиотелеграфным аппаратом. Маркони, впервые применивший антенну для передатчика, открыл новые пути практического использования беспроводной телеграфии. В то же время многочисленные изобретатели старались совершенствовать новое средство связи. Имена Брауна, Дюкре, де Фореста, Фессендена, Рижи, Слаби, Арко, Тесла известны всему миру. И этот список далеко не полон».