6. Изобретение и первые шаги радио

6.1. А.С. Попов – создатель первой в мире системы Радиосвязи

Русский физик изобретатель радио Александр Степанович Попов (1859 – 1906) окончил физико-математический факультет Петербургского университета (1882). В 1883 – 1901 гг. преподавал высшую математику, физику и электротехнику в Минном офицерском классе в Кронштадте. В 1901 – 1906 гг. работал в Петербургском электротехническом институте в качестве заведующего кафедрой физики и директора института (1905).

В конце 1880-х гг., под влиянием работ Дж. Максвелла и особенно Г.Герца, он начал изучать электромагнитные явления. В 1890 г. изготовил аппаратуру для экстремальных исследований, прочел серию лекций о свойствах электромагнитных волн и о связи между сетевыми и электрическими явлениями. Он стал убежденным сторонником идеи о возможности передачи сигналов на расстоянии без проводов. Надо отметить, что все исследователи, занимавшиеся проблемой «связи без проводов», рассматривали ее исключительно как «телеграфию без проводов», в которой для передачи информации использовалась бы азбука Морзе. В этом случае сигналы (короткие и продолжительные) должны были передаваться в виде пачек затухающих колебаний, возбуждаемых в передатчике-разряднике катушки Румкорфа. Говоря современным языком, поток затухающих колебаний модулировался посылками азбуки Морзе. Использование модуляции снимало ограничения, выдвинутые Герцем в его ответе Губеру.

В своей аппаратуре в качестве передающего устройства Попов применил модернизированный им вибратор Герца. Ему удалось решить проблему построения приемного устройства, способного принимать и регистрировать сигналы различной длительности, используя когерер Бранли-Лоджа. В цепь с когерером Попов включил реле, обеспечивавшее подключение исполнительного устройства – электрического звонка, молоточек которого ударял одновременно по чашке звонка и по трубочке когерера, встряхивая опилки и восстанавливая чувствительность прибора после приема каждого сигнала. Пришедший сигнал система регистрировала прерывистым звонком соответствующей длительности.

Попов провел кропотливую работу по исследованию свойств различных материалов (порошков, металлических опилок, свинцовой дроби и пр.), добившись значительной чувствительности при достаточном постоянстве когерера.

Весной 1895 г. Попов с помощью ассистента П.Н. Рыбкина проводил опыты по передаче и приему сигналов на расстоянии до 64 м в саду Минного офицерского класса. В качестве антенны для повышения чувствительности приемника использовалась вертикальная проволока длиною 2,5 м.

На заседании Физического отделения Русского физико-химического общества (РФХО) 25 апреля (7 мая) 1895 г. Александр Степанович прочитал доклад об изобретенном им приборе и продемонстрировал возможность приема коротких и продолжительных сигналов. Информация о докладе была напечатана в газете «Кронштадтский вестник» 30 апреля (12 мая) 1895 г. и в журнале РФХО (1895. Т.27, вып. 8). Журнал РФХО имел международную рассылку. Аннотация данной статьи была переведена на основные европейские языки (английский, французский и немецкий). Создав когерерный приемник, Попов построил первую в истории систему беспроводной связи. На момент создания его схема обладала мировой новизной.

При испытаниях была обнаружена чувствительность приемника к атмосферным разрядам, и Попов сконструировал специальный прибор, позднее названный «грозоотметчиком», для приема электромагнитных колебаний атмосферного происхождения с автоматической записью на бумажную ленту самопишущего прибора. С июля 1895 г. грозоотметчик использовался для метеорологических наблюдений в лесном институте в Петербурге и для изучения атмосферных помех радиоприему в лаборатории Минного офицерского класса в Кронштадте.

Результаты исследований 1895 г. нашли свое отражение в статье «Прибор для обнаружения и регистрирования электрических колебаний».

В марте 1896 г., используя передатчик своей конструкции, радиоприемник и телеграфный аппарат Морзе, Попов осуществил передачу и прием слов «Heinrich Hertz» азбукой Морзе между зданиями Петербургского университета на расстоянии 250 м. В марте 1897 г. в Морском собрании Кронштадта он прочитал лекцию «О возможности телеграфирования без проводов», сопровождая ее наглядными опытами.

Весной 1897 г. он совместно с ассистентом П.Н. Рыбкиным добился устойчивой радиотелеграфной связи на расстоянии 600 м между берегом и кораблями в Кронштадтской гавани, летом – на расстоянии до 5 км между кораблями. При этом в ходе испытаний было обнаружено отражение радиоволн посторонним металлическим телом (кораблем), попавшим на прямую линию между передатчиком и приемником, что нашло отражение в отчете об опытах 1897 г. В дальнейшем Попов предложил способ определения направления на источник электромагнитного излучения.