История моей специальности (Радиотехника Электроника Телекоммуникация)

История моей специальности (Радиотехника Электроника Телекоммуникация)

В начале XIX века английский физик Майкл Фарадей продемонстрировал, что электрический ток может создавать локальное магнитное поле и что энергия в этом поле вернется в цепь, когда ток остановится или изменится. Джеймс Клерк Максвелл, профессор экспериментальной физики в Кембридже, в 1864 году математически доказал, что любое электрическое возмущение может вызвать эффект на значительном расстоянии от точки, в которой оно возникло, и предсказал, что электромагнитная энергия может распространяться от источника в виде волн, движущихся со скоростью света.

Герц: радиоволновые эксперименты

На момент предсказания Максвелла не было никаких известных средств распространения или обнаружения присутствия электромагнитных волн в пространстве. Только в 1888 году теория Максвелла была проверена Генрихом Герцем, который доказал, что предсказания Максвелла верны по крайней мере на коротких расстояниях, установив искровой промежуток (два проводника, разделенные коротким промежутком) в центре параболического металлического зеркала. Проволочное кольцо, присоединенное к другому разряднику, было помещено примерно в полутора метрах от фокуса другого параболического коллектора на одной линии с первым. Искра, проскочила через первый зазор, заставила меньшую искру перепрыгнуть через зазор в кольце в пяти футах от него. Герц показал, что волны распространяются по прямым линиям и что они могут отражаться металлическим листом точно так же, как световые волны отражаются зеркалом.

Развитие Маркони беспроволочной телеграфии

Итальянский физик Гульельмо Маркони, чей главный гений заключался в упорстве и отказе принимать мнение экспертов, повторил эксперименты Герца и в конце концов добился успеха в получении вторичных искр на расстоянии 30 футов (девять метров). В своем эксперименте он прикрепил одну сторону первичного искрового промежутка к приподнятому проводу (по сути, антенне), а другую-к Земле, аналогично расположив вторичный промежуток в приемной точке. Расстояние между передатчиком и приемником постепенно увеличивалось сначала до 300 ярдов (275 метров), затем до двух миль (трех километров), а затем через Ла-Манш. Наконец, в 1901 году Маркони перебросил мост через Атлантику, когда буква s в азбуке Морзе прошла от Полду, Корнуолл, до Сент-Джонса, Ньюфаундленд, расстояние почти в 2000 миль (3200 километров). Для этого расстояния Маркони заменил детектор вторичных искр устройством, известным как когерер, которое было изобретено французским инженером-электриком Эдуардом Бранли в 1890 году. Детектор Бранли состоял из трубки, заполненной железными опилками, которые сливались, или “сцеплялись”, когда к концам трубки подавалось радиочастотное напряжение. Сцепление железных опилок позволяло пропускать ток от вспомогательного источника питания для работы реле, воспроизводящего сигналы Морзе. Когерер должен был регулярно прослушиваться, чтобы отделить опилки и подготовить их к реакции на следующий радиочастотный сигнал.

Диод Флеминга и Аудион де Фореста

Следующим важным событием стало открытие того, что электрод, работающий при положительном напряжении внутри вакуумированной оболочки нагретой лампы накаливания, будет переносить ток. Американский изобретатель Томас Эдисон заметил, что колба такой лампы чернеет вблизи положительного электрода, но именно сэр Джон Эмброуз Флеминг, профессор электротехники в Имперском колледже Лондона, исследовал это явление и в 1904 году обнаружил эффект однонаправленного тока между положительно смещенным электродом, который он назвал анодом, и нагретой нитью накала.; электроны текли только от нити накала к аноду. Флеминг назвал устройство диодом, потому что оно содержало два электрода, анод и нагретую нить накала; он отметил, что при подаче переменного тока на диод пропускались только положительные половины волн—то есть волна выпрямилась (переходила от переменного тока к постоянному). Диод может также использоваться для обнаружения радиочастотных сигналов, поскольку он подавляет половину радиочастотных волн и производит импульсный постоянный ток, соответствующий включению и выключению передаваемых сигналов азбуки Морзе. Открытие Флеминга стало первым шагом к созданию усилительной трубки, которая в начале XX века произвела революцию в радиосвязи.