Geschichte von Radio

Erfindung

Die Idee der drahtlosen Kommunikation ist älter als die Entdeckung von “ Radio „mit Experimenten in der“ drahtlosen Telegraphie “ über induktive und kapazitive Induktion und Übertragung durch Boden, Wasser und sogar Bahngleise ab den 1830er Jahren. James Clerk Maxwell zeigte 1864 in theoretischer und mathematischer Form, dass sich elektromagnetische Wellen durch den freien Raum ausbreiten können., Es ist wahrscheinlich, dass die erste absichtliche Übertragung eines Signals mittels elektromagnetischer Wellen in einem Experiment von David Edward Hughes um 1880 durchgeführt wurde, obwohl dies zu dieser Zeit als Induktion angesehen wurde. Im Jahr 1888 Heinrich Rudolf Hertz war in der Lage, schlüssig zu beweisen, übertragene Luft elektromagnetische Wellen in einem Experiment bestätigt Maxwells Theorie des Elektromagnetismus.,

Nach der Entdeckung dieser „Hertzschen Wellen“ (es würde fast 20 Jahre dauern, bis der Begriff „Radio“ universell für diese Art von elektromagnetischer Strahlung angenommen werden) viele Wissenschaftler und Erfinder experimentierten mit der Übertragung und Erkennung von Hertz-Wellen., Maxwells Theorie zeigt, dass Licht und hertzsche elektromagnetische Wellen bei verschiedenen Wellenlängen das gleiche Phänomen waren, führte „Maxwellian“ Wissenschaftler wie John Perry, Frederick Thomas Trouton und Alexander Trotter zu der Annahme, sie wären analog zu optischem Licht. Der serbisch-amerikanische Ingenieur Nikola Tesla (der 1893 ein drahtloses Strom – /Kommunikations-Erdleitungssystem ähnlich dem Radio vorschlug) hielt Hertzsche Wellen für sein System für relativ nutzlos, da „Licht“ nicht weiter als die Sichtlinie übertragen konnte., Im Jahr 1892 schrieb der Physiker William Crookes über die Möglichkeiten der drahtlosen Telegraphie basierend auf Hertzschen Wellen. Andere, wie Sir Oliver Lodge, Jagadish Chandra Bose und Alexander Popov, waren an der Entwicklung von Komponenten und Theorien beteiligt, die mit der Übertragung und dem Empfang elektromagnetischer Wellen in der Luft für ihre eigene theoretische Arbeit verbunden waren.

Über mehrere Jahre ab 1894 baute der italienische Erfinder Guglielmo Marconi das erste technisch vollständige, kommerziell erfolgreiche drahtlose Telegraphiesystem auf Basis von Hertz-Wellen in der Luft (Funkübertragung)., Marconi demonstrierte die Anwendung von Radio in der Militär – und Schiffskommunikation und gründete ein Unternehmen für die Entwicklung und Verbreitung von Funkkommunikationsdiensten und-geräten.Jahrhundert

Die Bedeutung und Verwendung des Wortes „Radio“ hat sich parallel zu den Entwicklungen auf dem Gebiet der Kommunikation entwickelt und kann als drei verschiedene Phasen angesehen werden: elektromagnetische Wellen und Experimente; drahtlose Kommunikation und technische Entwicklung; und Rundfunk und Kommerzialisierung.,

In einer 1864 veröffentlichten Präsentation, die 1865 veröffentlicht wurde, schlug James Clerk Maxwell Theorien des Elektromagnetismus mit mathematischen Beweisen vor, die zeigten, dass Licht und vorhersagten, dass Radio und Röntgenstrahlen alle Arten elektromagnetischer Wellen waren, die sich durch den freien Raum ausbreiteten., In 1886-88 Heinrich Rudolf Hertz führte eine Reihe von Experimenten, die die Existenz von Maxwells elektromagnetischen Wellen bewiesen, mit einer Frequenz in dem, was später das Funkspektrum genannt werden würde. Viele Individuen-Erfinder, Ingenieure, Entwickler und Geschäftsleute—konstruiert Systeme auf der Grundlage ihres eigenen Verständnisses dieser und anderer Phänomene, einige vor Maxwell und Hertz Entdeckungen. So können“ drahtlose Telegraphie „und radiowellenbasierte Systeme mehreren“Erfindern“ zugeschrieben werden., Die Entwicklung von einer Labordemonstration zu einer kommerziellen Einheit erstreckte sich über mehrere Jahrzehnte und erforderte die Bemühungen vieler Praktiker.

Im Jahr 1878 bemerkte David E. Hughes, dass Funken in einem Telefonempfänger zu hören waren, als er mit seinem Kohlenstoffmikrofon experimentierte. Er entwickelte diesen Detektor auf Kohlenstoffbasis weiter und konnte schließlich Signale über einige hundert Meter erkennen. Er demonstrierte seine Entdeckung der Royal Society in 1880, wurde aber gesagt, dass es nur Induktion war, und gab daher weitere Forschung auf., Thomas Edison stieß beim Experimentieren mit einem Telegraphen im Menlo Park auf das elektromagnetische Phänomen. Er bemerkte einen ungeklärten Übertragungseffekt beim Experimentieren mit einem Telegraphen. Er bezeichnete dies als ätherische Kraft in einer Ankündigung am 28. Elihu Thomson veröffentlichte seine Ergebnisse über Edisons neue „Kraft“, wieder zuschreiben Induktion, eine Erklärung, die Edison akzeptiert. Edison würde im nächsten Jahr die USA verlassen., Patent 465,971 über ein System der elektrischen drahtlosen Kommunikation zwischen Schiffen, basierend auf elektrostatischer Kopplung unter Verwendung der Wasser-und Wasseranschlüsse. Obwohl dies kein Funksystem war, verkaufte Edison seine Patentrechte 1903 an seinen Freund Guglielmo Marconi bei der Firma Marconi und nicht an eine andere interessierte Partei, die gegen Marconi ‚ s Interessen arbeiten könnte.

Hertzsche Wellen

Zwischen 1886 und 1888 veröffentlichte Heinrich Rudolf Hertz die Ergebnisse seiner Experimente, bei denen er elektromagnetische Wellen (Radiowellen) durch die Luft übertragen konnte, was Maxwells elektromagnetische Theorie beweist. Angesichts der umfassenden Entdeckungen von Hertz wurden Radiowellen daher als „Hertzsche Wellen“bezeichnet., Zwischen 1890 und 1892 schlugen Physiker wie John Perry, Frederick Thomas Trouton und William Crookes elektromagnetische oder Hertzsche Wellen als Navigationshilfe oder Kommunikationsmittel vor, wobei Crookes 1892 über die Möglichkeiten der drahtlosen Telegraphie auf der Grundlage von Hertzschen Wellen schrieb.

In einem Vortrag über die Arbeit von Hertz demonstrierten die Professoren Oliver Lodge und Alexander Muirhead kurz nach seinem Tod am 14., Während der Demonstration wurden Radiowellen aus dem benachbarten Clarendon-Laborgebäude gesendet und von Geräten im Hörsaal empfangen.

Aufbauend auf der Arbeit von Lodge zündete der bengalische indische Physiker Jagadish Chandra Bose bei einer öffentlichen Demonstration im November 1894 im Rathaus von Kalkutta, Indien, Schießpulver an und läutete aus der Ferne mit Millimeterwellenlängenmikrowellen eine Glocke. Bose schrieb in einem bengalischen Aufsatz „Adrisya Alok“ („Unsichtbares Licht“): „Das unsichtbare Licht kann leicht durch Ziegelwände, Gebäude usw. gehen., Daher können Nachrichten ohne Vermittlung von Drähten damit übertragen werden.“Bose“s erste wissenschaftliche Abhandlung, „Über die polarisation elektrischer Strahlen, die durch Doppel-brechenden Kristalle“ wurde mitgeteilt, um der asiatischen Gesellschaft von Bengalen, im Mai 1895.

Danach produzierte Bose eine Reihe von Artikeln in englischer Sprache nacheinander. Sein zweites Papier wurde der Royal Society of London von Lord Rayleigh im Oktober 1895 mitgeteilt. Im Dezember 1895 veröffentlichte die Londoner Zeitschrift The Electrician (Bd. 36) veröffentlicht Bose“s Papier, „Auf eine neue Elektro-Polariskop“., Zu dieser Zeit wurde das Wort „Coherer“, geprägt von Lodge, im englischsprachigen Raum verwendet, um Hertzsche Wellenempfänger oder Detektoren zu bedeuten. Der Elektriker (Dezember 1895) kommentierte bereitwillig Boses Coherer. Januar 1896) zitierte den Elektriker und kommentierte wie folgt: „Sollte es Professor Bose gelingen, seinen „Coherer“ zu perfektionieren und zu patentieren, können wir mit der Zeit sehen, wie das gesamte System der Küstenbeleuchtung in der gesamten schiffbaren Welt von einem indischen bengalischen Wissenschaftler revolutioniert wird, der mit einer Hand in unserem Labor des Presidency College arbeitet.,“Bose plante,“ seinen Coherer zu perfektionieren“, dachte aber nie daran, ihn zu patentieren.

Im Jahr 1895 baute Alexander Stepanovich Popov, der Experimente nach dem Vorbild der Hertz-Forschung durchführte, seinen ersten Funkempfänger, der einen Coherer enthielt. Popover verfeinerte seine Erfindung als Blitzdetektor weiter und präsentierte sie der Russischen Physikalischen und Chemischen Gesellschaft am 7. Mai 1895. Eine Darstellung des Blitzdetektors wurde im selben Jahr im Journal der Russischen Physikalischen und Chemischen Gesellschaft gedruckt (Veröffentlichung des Protokolls 15/201 dieser Sitzung – Dezember-Ausgabe der Zeitschrift RPCS)., Eine frühere Beschreibung des Geräts wurde von Dmitry Aleksandrovich Lachinov im Juli 1895 in der zweiten Ausgabe seines Kurses „Grundlagen der Meteorologie und Klimatologie“ gegeben, der der erste derartige Kurs in Russland war. Popov Empfänger wurde auf der verbesserten Basis von Lodge Empfänger erstellt, und ursprünglich für die Reproduktion seiner Experimente bestimmt.

Guglielmo Marconi

1894 begann der junge italienische Erfinder Guglielmo Marconi an der Idee zu arbeiten, drahtlose Fernübertragungssysteme auf der Grundlage der Verwendung von hertzschen Wellen (Radiowellen) zu bauen, eine Untersuchungslinie, die er bemerkte andere Erfinder schienen nicht zu verfolgen., Marconi las die Literatur durch und nutzte die Ideen anderer, die mit Radiowellen experimentierten, aber viel dazu beitrugen, Geräte wie tragbare Sender und Empfängersysteme zu entwickeln, die über große Entfernungen arbeiten konnten, was im Wesentlichen ein Laborexperiment war ein nützliches Kommunikationssystem. Bis August 1895 testete Marconi sein System vor Ort, aber selbst mit Verbesserungen konnte er nur Signale bis zu einer halben Meile übertragen, eine Entfernung, die Oliver Lodge 1894 als maximale Übertragungsdistanz für Radiowellen vorhergesagt hatte., Marconi hob die Höhe seiner Antenne und traf auf die Idee, seinen Sender und Empfänger zu erden. Mit diesen Verbesserungen war das System in der Lage, Signale bis zu 3,2 km und über Hügel zu übertragen. Marconi“s experimenteller Apparat erwies sich die erste engineering-komplett, wirtschaftlich erfolgreiche radio transmission system. Marconi ‚ s Apparat ist auch mit der Rettung der 700 Menschen gutgeschrieben, die die tragische Titanic Katastrophe überlebt.,

Im Jahr 1896 erhielt Marconi das britische Patent 12039, Verbesserungen bei der Übertragung elektrischer Impulse und Signale und in Geräten dort-für das erste Patent, das jemals für ein Hertz-Wellen-Basistelegrafiksystem (Funkwelle) erteilt wurde. Im Jahr 1897 gründete er einen Radiosender auf der Isle of Wight, England. Marconi eröffnete 1898 seine „drahtlose“ Fabrik in den ehemaligen Seidenwerken in der Hall Street in Chelmsford, England, mit rund 60 Mitarbeitern. Kurz nach den 1900er Jahren hielt Marconi die Patentrechte für Radio., Marconi würde 1909 den Nobelpreis für Physik gewinnen und in seiner Fähigkeit, Radio und die damit verbundenen Geräte zu einem globalen Geschäft zu vermarkten, erfolgreicher sein als jeder andere Erfinder. In den USA würden einige seiner späteren patentierten Verfeinerungen (aber nicht sein ursprüngliches Radiopatent) in einem Gerichtsverfahren von 1935 aufgehoben (vom Obersten Gerichtshof der USA in 1943 bestätigt).Jahrhundert

1900 übertrug der brasilianische Priester Roberto Landell de Moura die menschliche Stimme drahtlos., Juni 1900) führte er sein erstes öffentliches Experiment am 3.Juni 1900 vor Journalisten und dem Generalkonsul Großbritanniens, C. P. Lupton, in São Paulo, Brasilien, über eine Entfernung von etwa 8 Kilometern durch. Die Übertragungs-und Empfangspunkte waren Alto de Santana und Paulista Avenue.

Ein Jahr nach diesem Experiment erhielt de Moura sein erstes Patent von der brasilianischen Regierung., Es wurde als „Ausrüstung zum Zweck der phonetischen Übertragung durch Raum -, Land-und Wasserelemente in einer Entfernung mit oder ohne Verwendung von Drähten“ beschrieben.“Vier Monate später verließ er Brasilien in die Vereinigten Staaten, da er wusste, dass seine Erfindung einen echten Wert hatte, mit der Absicht, die Maschine beim US-Patentamt in Washington, DC, zu patentieren

Da er nur wenige Ressourcen hatte, musste er sich auf Freunde verlassen, um sein Projekt voranzutreiben., Trotz großer Schwierigkeiten wurden drei Patente vergeben:“ Der Wellensender“(Oktober 11, 1904), der der Vorläufer des heutigen Funk-Transceivers ist; „Das drahtlose Telefon“ und der „Drahtlose Telegraph“, beide vom November 22, 1904.

Der nächste Fortschritt war der Vakuumröhrendetektor, der von Westinghouse-Ingenieuren erfunden wurde., An Heiligabend 1906 verwendete Reginald Fessenden einen synchronen Funkensender für die erste Radiosendung von Ocean Bluff-Brant Rock, Massachusetts. Schiffe auf See hörten eine Sendung, in der Fessenden die Heilige Nacht auf der Geige spielte und eine Bibelstelle las. Dies war in jeder Hinsicht die erste Übertragung dessen, was heute als Amplitudenmodulation oder AM-Radio bekannt ist.

Im Juni 1912 eröffnete Marconi in Chelmsford, England,die weltweit erste eigens gebaute Funkfabrik.,August 1920 von der Station 8MK in Detroit, Michigan, ausgestrahlt, die heute als All-News-Format Station WWJ im Besitz des CBS-Netzwerks überlebt. Oktober 1920 vom Union College in Schenectady, New York unter den persönlichen Anrufbriefen von Wendell King, einem afroamerikanischen Schüler an der Schule, ausgestrahlt.,

In diesem Monat 2ADD (umbenannt in WRUC in 1947), ausgestrahlt, was geglaubt wird, die erste öffentliche Unterhaltungssendung in den Vereinigten Staaten zu sein, eine Reihe von Donnerstag Nacht Konzerte zunächst in einem 100-Meile (160 km) Radius zu hören und später für einen 1,000-Meile (1,600 km) Radius. Im November 1920 wurde die erste Sendung eines Sportereignisses ausgestrahlt. August 1920 um 21 Uhr sendete Sociedad Radio Argentina eine Live-Aufführung von Richard Wagners Oper Parsifal aus dem Coliseo Theater in der Innenstadt von Buenos Aires. Nur etwa zwanzig Häuser in der Stadt hatten Empfänger, um dieses Radioprogramm abzustimmen., In der Zwischenzeit begannen regelmäßige Unterhaltungssendungen im Jahr 1922 vom Marconi Research Centre in Writtle, England.

Zu dieser Zeit begann auch die Sportübertragung, einschließlich der College-Football-Radiosendung eines Fußballspiels zwischen West Virginia und Pittsburgh aus dem Jahr 1921.Jahrhunderts war, dass Flugzeuge kommerzielle AM-Radiosender für die Navigation verwendeten. Dies setzte sich bis in die frühen 1960er Jahre fort, als VOR-Systeme weit verbreitet wurden. In den frühen 1930er Jahren wurden einseitiges Band und Frequenzmodulation von Amateurfunkanbietern erfunden., Am Ende des Jahrzehnts wurden sie kommerzielle Modi etabliert. Bereits in den 1920er Jahren wurde mit dem Radio als Fernsehen sichtbare Bilder übertragen. Kommerzielle Fernsehübertragungen begannen in den 1940er Jahren in Nordamerika und Europa.

1947 wurde der Mobilfunkdienst UNTER&T vermarktet. Von seinem Start in St. Louis im Jahr 1946 führte At&T dann bis 1948 einen Mobiltelefondienst in hundert Städten und Autobahnkorridoren ein. Handy-Service war eine Seltenheit mit nur 5.000 Kunden platzieren etwa 30.000 Anrufe pro Woche., Da nur drei Funkkanäle verfügbar waren, konnten nur drei Kunden in einer bestimmten Stadt gleichzeitig mobil telefonieren. Der Mobilfunkdienst war teuer und kostete US$15 pro Monat, plus $ 0.30-0.40 pro Ortsgespräch, was (in 2012 US–Dollar) etwa $176 pro Monat und $3.50-4.75 pro Anruf entspricht. Das fortschrittliche Mobiltelefonsystem Das von Bell Labs entwickelte analoge Mobiltelefonsystem, das 1978 in Amerika eingeführt wurde, bot viel mehr Kapazität. Es war das primäre analoge Mobiltelefonsystem in Nordamerika (und anderen Gegenden) durch die 1980er und in die 2000er Jahre.,

Nach der Entwicklung der Transistortechnologie führten bipolare Übergangstransistoren zur Entwicklung des Transistorfunks. 1954 führte das Regency-Unternehmen ein Taschentransistorradio, das TR-1, ein, das von einer „Standard-22,5-V-Batterie“ angetrieben wird.“1955 stellte das neu gegründete Sony-Unternehmen sein erstes transistorisiertes Radio vor, den TR-55., Es war klein genug, um in eine Weste Tasche, angetrieben durch eine kleine Batterie passen. Es war langlebig, weil es keine Vakuumröhren zum Ausbrennen hatte. Im Jahr 1957 führte Sony das TR-63 ein, das erste in Massen produzierte Transistorradio, das zur Marktdurchdringung von Transistorradios führte. In den nächsten 20 Jahren ersetzten Transistoren Röhren fast vollständig, mit Ausnahme von Hochleistungssendern.

Mitte der 1960er Jahre verwendete die Radio Corporation of America (RCA) in ihren Konsumgütern Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs), einschließlich UKW-Radio, Fernsehen und Verstärker., Metal-Oxide-Semiconductor (MOS) Large-Scale Integration (LSI) bot eine praktische und wirtschaftliche Lösung für die Funktechnologie und wurde Anfang der 1970er Jahre in Mobilfunksystemen eingesetzt.

Bis 1963 wurde Farbfernsehen kommerziell ausgestrahlt (obwohl nicht alle Sendungen oder Programme in Farbe waren), und der erste (Radio -) Kommunikationssatellit, Telstar, wurde gestartet. In den 1970er Jahren wurde LORAN das führende Radio-Navigationssystem. Bald experimentierte die US-Marine mit der Satellitennavigation und gipfelte 1987 in der Einführung der Konstellation Global Positioning System (GPS).,

Wellenlänge (Meter) vs. Frequenz (Kilozyklen, Kilohertz)

Im frühen Radio und in begrenztem Umfang viel später wurde das Sendesignal des Radiosenders in Metern angegeben, bezogen auf die Wellenlänge, die Länge der Funkwelle. Dies ist der Ursprung der Begriffe long wave, medium wave, and short wave radio. Teile des für bestimmte Zwecke reservierten Funkspektrums wurden häufig nach Wellenlänge bezeichnet: das 40-Meter-Band, das beispielsweise für Amateurfunk verwendet wird., Die Beziehung zwischen Wellenlänge und Frequenz ist reziprok: Je höher die Frequenz, desto kürzer die Welle und umgekehrt.

Mit fortschreitender Ausrüstung wurde eine präzise Frequenzregelung möglich; Frühe Stationen hatten oft keine genaue Frequenz, da sie unter anderem von der Temperatur der Ausrüstung beeinflusst wurde. Die Identifizierung eines Funksignals anhand seiner Frequenz und nicht anhand seiner Länge erwies sich als viel praktischer und nützlicher, und ab den 1920er Jahren wurde dies zur üblichen Methode zur Identifizierung eines Signals, insbesondere in den Vereinigten Staaten., Frequenzen, die in der Anzahl der Zyklen pro Sekunde (Kilozyklen, Megacycles) angegeben sind, wurden um 1965 durch die spezifischere Bezeichnung von Hertz (Zyklen pro Sekunde) ersetzt.

Digitales Zeitalter

In den 1970er Jahren begann das US-Ferntelefonnetz in Richtung eines digitalen Telefonnetzes zu wechseln und verwendete digitale Radios für viele seiner Verbindungen. Der Übergang zu digitalen Telekommunikationsnetzen wurde durch integrierte MOS-Schaltungschips mit gemischtem Signal unter Verwendung von Switched-Capacitor (SC)-und Pulse-Code Modulation (PCM) – Technologien ermöglicht., In den späten 1980er Jahren entwickelte Asad Ali Abidi an der UCLA RF CMOS (Radio-Frequency CMOS), ein Radio-Transceiver-System auf einem Mixed-Signal-MOS-IC-Chip, das die Einführung der digitalen Signalverarbeitung in der drahtlosen Kommunikation ermöglichte.

Im Jahr 1990 ermöglichten diskrete Kosinustransformationen (DCT) Videocodierungsstandards die Übertragung von digitalem Fernsehen (DTV) sowohl im Standard-Definition-TV (SDTV) als auch im High-Definition-TV (HDTV). In den frühen 1990er Jahren begannen Amateurfunkexperimentatoren, Personal Computer mit Audiokarten zu verwenden, um Funksignale zu verarbeiten.,

In den 1990er Jahren begann die drahtlose Revolution mit dem Aufkommen digitaler drahtloser Netzwerke. Es begann mit der Einführung digitaler Mobilfunknetze, die durch LDMOS-HF-Leistungsverstärker (Power MOSFET) und CMOS-HF-Schaltungen aktiviert wurden. 1994 starteten die US Army und DARPA ein aggressives, erfolgreiches Projekt, um ein softwaredefiniertes Radio zu konstruieren, das durch Änderung seines Softwareprogramms so programmiert werden kann, dass es praktisch jedes Radio ist.

Digitale Übertragungen wurden Ende der 1990er Jahre auf den kommerziellen Rundfunk übertragen., 1995 wurde Digital Audio Broadcasting (DAB), ein digitaler Funkstandard, in Europa eingeführt. ISDB-S, ein japanischer digitaler Fernsehstandard, wurde 1996 eingeführt und wurde später vom ISDB-T Digital Radio Standard gefolgt.