Конвенциональные системы связи

РАДИОСВЯЗЬ КАК ТАКОВАЯ

К середине 90-х годов XIX века уже существовали основные элементы, требующиеся для практической реализации системы передачи сигналов посредством электромагнитных волн: катушка Румкорфа, вибратор Герца, когерер Лоджа. Над реализацией системы передачи работало множество исследователей. Однако только Попов и Маркони осуществили первые попытки увеличить расстояние между передатчиком и приемником, постепенно усовершенствуя разрядник и когерер и повышая эффективность системы с помощью антенны и заземления.

Первая публичная демонстрация приемника Попова состоялась во время его доклада «Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям» 7 мая (25 апреля по старому стилю) 1895 г. на заседании Физического отделения Русского физико-химического общества в Санкт-Петербургском университете.
Попов был не только одним из первых в России, как выразился Столетов, «пропагатором герцологии», но и тем, кто впервые оценил практическое значение открытий Герца и начал искать пути их технического использования.

Детектором электрических колебаний в приемнике Попова был когерер Брэнли–Лоджа. В свое время Брэнли писал: «Устройство можно вернуть в состояние плохой проводимости слабыми отрывистыми ударами по дощечке, которая поддерживает трубку». Лодж говорил: «Этот прибор, который я называю когерером, удивительно чувствителен как детектор герцевских волн». В опытах Лоджа когерер «чувствовал» влияние искры на расстоянии 40 ярдов (37 м). Лодж применял различные способы приведения когерера в рабочее состояние, в том числе и с помощью звонка смонтированного на одной доске с когерером. Однако Лодж не додумался до использования звонка в качестве регистратора поступившего сигнала и одновременно автомата для приведения когерера в рабочее состояние. Это сделал Попов.

Можно сказать, что это был первый случай использования в радиотехническом устройстве электромеханической обратной связи. Кроме того Попов впервые применил антенну для улавливания электромагнитных волн.

Используя в своем устройстве уже существующие изобретения и частично их усовершенствовав, Попов построил прибор, который позднее получил название «грозоотметчик», имея в виду его применение для регистрации грозовых разрядов.

В своей статье «Прибор для обнаружения и регистрации электрических колебаний», опубликованной в 1896 в журнале Русского физико-химического общества, Попов писал:

В соединении с вертикальной проволокой длиною 2.5 метра прибор отвечал на открытом воздухе колебаниям, произведенным большим герцевым вибратором (квадратные листы 40 сантиметров в стороне) с искрой в масле, на расстоянии 30 сажен (64 м).

…При дальнейшем усовершенствовании его, может быть применен к передаче сигналов на расстояния при помощи быстрых электрических колебаний.

В 1899 П. Н. Рыбкин и Д. С. Троицкий – помощники Попова – обнаружили детекторный эффект когерера. На основе этого эффекта Попов построил «телефонный приёмник депеш» для слухового приёма радиосигналов (на головные телефоны) и запатентовал его (Русская привилегия № 6066 от 1901). Приёмники этого типа выпускались в 1899–1904 в России и во Франции (фирма «Дюкрете») и широко использовались для радиосвязи. В начале 1900 приборы Попова были применены для связи во время работ по ликвидации аварии броненосца «Генерал-адмирал Апраксин» у острова Гогланд и при спасении рыбаков, унесенных на льдине в море. При этом дальность связи достигла 45 км. В 1901 Попов в реальных корабельных условиях получил дальность связи 148–150 км.

К сожалению, оказалось весьма непростым делом описать историю деятельности А.С.Попова. Хронология его изобретений и их достоверность существенно расходятся как в русскоязычных источниках, так и в публикациях на английском языке. Казалось бы, что может быть проще составить обзор деятельности соотечественника. Но, увы, наша история меняется с годами, в отличие от «их» истории, которая практически неизменна. Как нельзя дважды войти в одну и ту же реку, так нельзя изменить прошлое. События XX века в наших республиках опровергли эту народную мудрость.

Чтобы не вызывать полемики, автор не считает возможным приводить хронологию деятельности Александра Степановича Попова.

Нет оснований считать, что Маркони заимствовал у Попова его схему, как нет оснований подвергать сомнению известные из воспоминаний сведения об экспериментах Маркони по беспроводной сигнализации с помощью электромагнитных волн, начатых им в 1895 г. И Попов, и Маркони использовали в экспериментах результаты своих предшественников и в первую очередь, говоря о приемнике, работы Лоджа. А что Маркони пришел к весьма близкому схемному решению, то история науки и техники знает немало аналогичных случаев.

Александр Степанович Попов отдавал должное работам Маркони. Он писал, что «Маркони первый имел смелость стать на практическую почву и достиг в своих опытах больших расстояний». Было бы неверным преуменьшать роль итальянского радиотехника в быстром распространении и развитии радиосвязи.

Вызывало недоумение, что в первый год нового века прилично одетый молодой человек двадцати семи лет пребывал в лачуге выстроенной на крутом и ветреном утесе канадского Ньюфаундленда, напрягая слух в попытках расслышать сквозь помехи и шумы заветные сигналы. И было ему абсолютно неважно, что будет содержаться в послании. Был важен сам факт, который должен был стать точкой отсчета новой эры. И он услышал сообщение. Сигналы, перелетевшие через Атлантику с радиостанции на полуострове Корнуолл в Англии, стали первой ласточкой в грядущей радиофикации человечества…

Маркони всегда означало бизнес. На 50 000 фунтов, взятых в кредит в банках Великобритании он доказал всему миру, что радио это современное чудо, которое в свою очередь сделало его богатым и знаменитым.

В Лондоне основана «Беспроводная Телеграфная Компания Маркони». Подписан ряд контрактов с судовыми компаниями. Беспроводной телеграф используется на кораблях английского, французского, немецкого и итальянского флотов. Подписан контракт на обеспечения флота США. Теперь ему не страшны неудачи, которых, впрочем, и не было.

…Сильный ветер сорвал полотна огромных антенн, которые он построил в Англии. Сильный ветер сломал его мачты на другой стороне Атлантики в Ньюфаундленде, задержав эксперименты. Тогда было решено устанавливать антенны не на опорах, а поднимать на воздушных шарах и гигантских воздушных змеях. Но штормовой ветер разгадал и эту хитрость Маркони: его воздушные шары и три из четырех змеев были унесены. Но, несмотря на капризы погоды, в относительно безветренный день 12 декабря 1901 года Маркони все-таки услышал слабые сигналы с другой стороны Атлантики: точка, еще точка и опять точка… – символ «S» кода Морзе. Вряд ли в хронологии радио был более важный день или более важное свершение.

В то время беспроволочный телеграф был еще совсем ребенком – всего шесть лет от роду. Ученые и инженеры были единодушны в своей вере: радиосвязь невозможна за пределы горизонта. Посылаемые сигналы бесследно исчезали в атмосфере. Это знал каждый или думал, что знает.

В тот день Маркони и его команда принимали сигнал еще около 25 раз, но толпе любопытствующих не было сделано никаких объявлений. В течение еще трех дней продолжалась бессменная вахта. Наконец, когда всем стало ясно, что более сильного сигнала не будет, Маркони пригласил фотографа, чтобы составить отчет о происшедшем.

16 декабря 1901 года весь мир узнал из газетных заголовков о величайшей научной сенсации года: Маркони опроверг физические взгляды своего времени. Он доказал, что сообщения, переданные электромагнитными волнами из Корнуолла, смогли достичь Канады «изгибаясь» вместе с шарообразностью Земли.

Сначала не все поверили сообщению Маркони. Александр Белл, человек, который преобразовал человеческий голос в электричество и поместил его в провода, сказал: «Я сомневаюсь, что Маркони сделал это. Это невозможно». Вероятнее всего Белл скептически отнесся к сообщению еще и потому, что если радио Маркони заработает, то отпадет надобность в дорогих трансатлантических кабелях проложенных по дну океана компаньонами Белла из «AT&T».

10 дюймовый искровой передатчик Маркони, 1901. С помощью такого передатчика был послан сигнал «SOS» с Титаника.

Томас Эдисон, чей авторитет имел не меньший вес в научном мире, был более щедр в оценках:

Я поражен! Я хотел бы встретиться с этим молодым человеком, у которого хватило дерзости на пересечение Атлантики электрической волной.

Эдисон много читал о молодом итальянском гении и был в курсе экспериментов Маркони. В ответ на вопрос репортера, верит ли он сообщениям, Эдисон ответил: «Что!? Вы сомневаетесь! Если это говорит Маркони, то это правда!»

В 1896 Маркони было всего 22 года, но он уже догонял Попова и в скором времени в значительной степени превзошел Александра Степановича, потому что имел больше поддержки и свободы. Маркони был скорее предпринимателем, нежели ученым. Общество жаждало вещей, а не теорий. И насколько аморфная Россия не заинтересовалась исследованиями Попова, настолько Запад заинтересовался исследованиями Маркони.

Еще в ранней юности изумительная интуиция позволила итальянскому пареньку всерьез задуматься о возможности использования волн Герца для беспроводной связи. В двадцатилетнем возрасте на семейной вилле вблизи Болоньи (Италия) Маркони переоборудовал зернохранилище в лабораторию, где он, с несвойственным его возрасту упорством, день и ночь среди мотков провода, медных сфер, катушек Румкорфа, телеграфных ключей Морзе и электрических звонков проводил первые эксперименты с радиосвязью. Первые слабые сигналы можно было принимать на расстоянии сотен метров: от окна зернохранилища, где был помещен передатчик, до холма в конце сада, где размещался приемник. Три точки символа «S», посылаемые кодом Морзе, достигали приемника, и рабочий фермы махал носовым платком, чтобы подтвердить успешный прием. Но замыслы Маркони простирались за пределы сада, он хотел большего. Установив приемник на другой стороне холма (вне зоны прямой видимости) и поручив помощнику Мигнани следить за устройством, в апреле 1895 Гульельмо отстучал свое тестовое сообщение. Каково же было ликование молодого человека, когда он услышал грохот выстрела, подтверждающий прием. Отцовский дробовик возвестил, что радиосвязь возможна – электромагнитные волны преодолели препятствие!

Слишком мала мощность вибратора Герца для дальней передачи, а что если… Как привычны сегодня антенна и заземление родившиеся в старом зернохранилище в далеком 1895 году.

Никто кроме матери не придал значения экспериментам сына. Она добилась его поездки в Рим, чтобы получить какую-нибудь финансовую помощь от почтового и телеграфного ведомства. Но бюрократизм не понял новшества: «Наш телеграф и так прекрасно работает, – удивился министр связи, – Зачем нам нужен беспроводной телеграф?»

Но энергичная ирландка не унималась. Она упаковала провода и батарейки Гульельмо и отправила сына в Англию, благо у нее там осталось множество друзей. Каким-то внутренним чутьем она знала, что кто-нибудь в Лондоне оценит то, что не оценили в Риме. В конце концов, разве не англичанин Вильям Гилберт, придворный врач королевы Елизаветы, издал первую книгу по электрическим явлениям еще в 1600 году?

Британские таможенники – люди осторожные. Какой еще передатчик для беспроводного телеграфа? А вдруг это бомба? Анна, мать Гульельмо, сострила: «Да, это бомба! Только она не разрушит мир, она разрушит его стены». Когда же, наконец, было выяснено, что это просто новое «хитроумное изобретение» проход был открыт.

А затем был запрос Уильяму Прису, главному инженеру Британского Почтового ведомства, сыгравшему важную роль в продвижении изобретения. Был первый британский патент, а затем сотни других патентов в последующие годы.

В 1897 согласно законам Англии Маркони было выдано разрешение на регистрацию его знаменитой «Wireless Telegraph and Signal Company Limited». Он быстро организовал производство и продажу передатчиков транспортным компаниям, обеспечив этим рост фирмы.

В октябре 1899 он отправился в США для обеспечения радиосвязью регаты на Кубок Америки, благодаря чему был удостоен долгожданного внимания прессы.

Командование американского флота пригласило его на демонстрацию радиотелеграфной связи между крейсером «Нью-Йорк» и линкором «Массачусетс» на расстояние около 35 миль (65 км). Все прошло удачно. Флот был поражен и увлечен. Сразу же было выражено желание установить беспроводные системы на все суда, теплоходы, патрульные катера и лодки. Но имелась одна маленькая проблема…

Один из офицеров сетовал: «Когда работает один передатчик, то все принимают. Но когда работают два передатчика одновременно, то в приемнике одновременно слышны оба сообщения. Мы не можем разобрать ни одно из них. Как вы предлагаете решить это, мистер Маркони?» Маркони не задумываясь, ответил, что оставил необходимое оборудование в Англии и обещал показать его в следующий приезд. Он блефовал. У него не было оборудования, чтобы «распутать» электромагнитный беспорядок. Но он был уверен, что создаст его. Если бы он мог заставить передающую станцию излучать только определенную волну и настроить на нее приемник…

По возвращению в Англию Маркони приглашает на работу наиболее известного мастера электроники Джона Флеминга. И уже в 1900 Маркони получает патент №7777 на «Oscillating Sintonic Circuit» – систему настройки. «Чтобы обеспечить установление четкой связи с одной или более передающих станций одному или нескольким приемникам».

Набор цифр в номере патента было простым совпадением, но оно оказалось знаменательным. Маркони создал настройку на частоту.

К этому времени Маркони приглашал на работу ученых самого высокого ранга. Маркони без высокомерия признавался:

Я нуждаюсь в любой помощи, которую могу получить. Я читаю все, абсолютно все, что могу найти по телеграфной связи. Я никого не пропускаю и ничего не игнорирую, никакую идею, какой бы абсурдной она не была. Я пробую все, по крайней мере один раз.

Дента Маркони, его дочь от первого брака, вспоминала:

…Все ассистенты отца назвали его почтительно Господин Маркони. Они рассказывали, что он был всегда готов выполнить любую работу, которая требовалась в данный момент. У него были золотые руки…

По мнению современников, Маркони не был хвастуном. Он слушал похвалу и наслаждался ею, потому что был итальянцем. Он быстро забывал похвалу, потому что был еще и ирландцем. Он был очень настойчив и упорен. Он был очень наблюдательным. Он имел прекрасное умение концентрироваться. И он был феноменально работоспособен.

Заслуга Маркони прежде всего в том, что он был «человеком системы», первым, кто успешно объединил чужие практические и теоретические изыскания в области беспроводной связи в бизнес.

Очень верно заметил историк Хью Айткен (Hugh Aitken):

Маркони отличали от современников не его научные знания, не первоначальное превосходство его технологии. Это было требование рынка, которому была необходима эта новая технология.

Сердце Маркони остановилось 20 июля 1937 года. В этот день по всему миру на 2 минуты замолчали все радиостанции, отдавая последнюю почесть великому человеку.

Информация взята из сайта http://www.radio5.boom.ru