Обратная радио связь своими руками

Обратная радио связь своими руками
Обратная радио связь своими руками
Обратная радио связь своими руками

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 совершенствуя разрядник и когерер и повышая эффективность системы с помощью антенны и заземления.

 

ОТЕЦ-ОСНОВАТЕЛЬ

Александр Степанович Попов, 1859–1905 (1906 по новому стилю)

Первая публичная демонстрация приемника Попова состоялась во время его доклада «Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям» 25 апреля (7 мая по новому 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 делился своими наблюдениями: «Устройство можно вернуть в состояние плохой проводимости слабыми отрывистыми ударами по дощечке, которая поддерживает трубку», а Лодж писал: «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 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.

Использовав в своем устройстве уже существующие изобретения и частично их усовершенствовав, Попов построил прибор, который позднее получил название «грозоотметчик», за его возможное применение в качестве регистратора грозовых разрядов. В своей статье «Прибор для обнаружения и регистрации электрических колебаний», опубликованной в 1896 г. 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 см 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 г. П.Н.Рыбкин и Д.С.Троицкий – помощники Попова – обнаружили детекторный эффект когерера. На основе этого эффекта Попов построил «телефонный приемник депеш» для слухового приема радиосигналов на головные телефоны и запатентовал его (Русская привилегия № 6066 от 1901 г.). Приемники этого типа выпускались в 1899–1904 гг. в России и во Франции (фирмой «Дюкрете») и широко использовались для радиосвязи. В начале 1900 г. 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 г. Попов в реальных морских условиях получил дальность связи 148 – 150 км.


Приемник Попова. Реконструкция внешнего вида (слева) и условная электрическая схема (справа).

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, чем 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 туже реку, так нельзя изменить прошлое. Однако события XX века в наших республиках опровергли эту народную мудрость.

    
Мемориальный музей-лаборатория в бывшем кабинете профессора физики А.С. Попова в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете.

Исторический факт открытия радио Поповым не подвергается сомнению. Это признается в большинстве авторитетных изданий (например, в энциклопедии «Британика»), в хронологических исследованиях «Adventures in CyberSound» доктора Рассела Наутона и во многих других публикациях, доступных автору. Но в отношении других изобретений ученого существует множество противоречий. Чтобы не вызывать полемики, автор не считает возможным приводить хронологию деятельности Александра Степановича Попова. Вместо заключения приведу примечание редакции журнала «Радио» к статье В.Марченкова «Первый радиотехник А.С.Попов» (Радио, 1995, №3): «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 приуменьшать роль итальянского радиотехника в быстром распространении и развитии радиосвязи».

 

ЧЕЛОВЕК СИСТЕМЫ ИЛИ СИСТЕМАТИЧНЫЙ ЧЕЛОВЕК

Гульельмо Маркони (Guglielmo Marconi), 1874–1937

...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...

Имя 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 обеспечение флота США. Теперь ему не страшны неудачи, которых, впрочем, и не было.

...Сильный ветер сорвал полотна огромных антенн, которые он построил в Англии. Ураган 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 – воздушные шары и три из четырех змеев были унесены. Но, несмотря на капризы погоды, в относительно безветренный день 12 декабря 1901 г. Маркони все-таки услышал слабые сигналы с другой стороны Атлантики: точка, еще точка и опять точка... – буква «S» кодом 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, 12 декабря, 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 г. 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 понимал: если радио Маркони заработает, то отпадет надобность в дорогих трансатлантических кабелях, проложенных по дну океана компаньонами Белла из «AT&T».

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!».


Передатчик (вверху) и приемник (внизу) Маркони, 1895.

В 1896 г. 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, среди мотков провода, медных сфер, катушек Румкорфа, телеграфных ключей Морзе и электрических звонков день и ночь 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 г. 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 г.

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.


Яхта «Элеттра» (Elettra) – плавучая лаборатория Маркони.

В 1897 г., 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 г. 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 такое оборудование. Если бы он мог заставить передающую станцию излучать только определенную волну и настроить на нее приемник...


Маркони на борту яхты Елеттра, 1930.

По возвращении в Англию Маркони приглашает на работу наиболее известного мастера электроники Джона Флеминга, и уже в 1900 г. Маркони получает патент №7777 на «Oscillating Sintonic Circuit» – систему настройки. «Чтобы обеспечить установление четкой связи с одной или более передающими станциями 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 ни была. Я пробую все, по крайней мере, один раз».

Дента Маркони, его дочь от первого брака, вспоминала: «Все ассистенты отца называли 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 наблюдателен. 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 г. В этот день по всему миру на 2 минуты замолчали все радиостанции, отдавая последние почести великому человеку.

Обратная радио связь своими руками Обратная радио связь своими руками Обратная радио связь своими руками Обратная радио связь своими руками Обратная радио связь своими руками Обратная радио связь своими руками

Изучаем далее:



Как сделать китайскую петлю

Выкройка вязания рукава реглан для детей

С днём рождения мужчине прикольные поздравления павлу

Храм или церковь своими руками

Как сделать транспарант с фотографией