History of radio
Elektrotechnisch ingenieur/uitvinder Guglielmo Marconi met de spark-gap zender (rechts) en de coherer ontvanger (links) die hij gebruikt in zijn eerste lange afstand radiotelegrafie uitzendingen tijdens de jaren 1890.
Na de ontdekking van deze Hertziaanse golven” (het zou duren bijna 20 jaar voor de term “radio” universeel worden aangenomen voor dit soort elektromagnetische straling) veel wetenschappers en uitvinders geëxperimenteerd met het zenden en het opsporen van Hertziaanse golven., Maxwell ‘ s theorie die aantoont dat licht en Hertziaanse elektromagnetische golven hetzelfde fenomeen waren op verschillende golflengten leidde ertoe dat “Maxwelliaanse” wetenschappers zoals John Perry, Frederick Thomas Trouton en Alexander Trotter veronderstelden dat ze analoog zouden zijn aan optisch licht. De Servisch-Amerikaanse ingenieur Nikola Tesla (die in 1893 een draadloos aardgeleidingssysteem voorstelde dat vergelijkbaar was met radio) vond Hertz-golven relatief onbruikbaar voor zijn systeem omdat “licht” niet verder kon uitzenden dan de zichtlijn., In 1892 schreef de natuurkundige William Crookes over de mogelijkheden van draadloze telegrafie gebaseerd op Hertziaanse golven. Anderen, zoals Sir Oliver Lodge, Jagadish Chandra Bose en Alexander Popov waren betrokken bij de ontwikkeling van componenten en theorie die betrokken waren bij de transmissie en ontvangst van elektromagnetische golven in de lucht voor hun eigen theoretisch werk.in 1894 bouwde de Italiaanse uitvinder Guglielmo Marconi het eerste complete, commercieel succesvolle draadloze telegrafiesysteem gebaseerd op Hertziaanse golven in de lucht (radiotransmissie)., Marconi demonstreerde de toepassing van radio in militaire en mariene communicatie en startte een bedrijf voor de ontwikkeling en verspreiding van radiocommunicatiediensten en-apparatuur.
19de eeuw
de betekenis en het gebruik van het Woord “radio” heeft zich parallel ontwikkeld met de ontwikkelingen op het gebied van communicatie en kan worden gezien als drie verschillende fasen: elektromagnetische golven en experimenten; draadloze communicatie en technische ontwikkeling; en radio-omroep en commercialisering.,
James Clerk Maxwell (1831-1879), de grondlegger van de theorie van het elektromagnetisme
in een presentatie uit 1864, gepubliceerd in 1865, stelde James Clerk Maxwell theorieën voor over elektromagnetisme, met wiskundige bewijzen, die aantoonden dat licht en voorspelde dat radio-en röntgenstralen alle soorten elektromagnetische golven waren die zich door de vrije ruimte voortplanten., In 1886-88 voerde Heinrich Rudolf Hertz een reeks experimenten uit die het bestaan van Maxwell ‘ s elektromagnetische golven bewees, met behulp van een frequentie in wat later het radiospectrum zou worden genoemd. Veel individuen—uitvinders, ingenieurs, ontwikkelaars en zakenlieden-bouwden systemen op basis van hun eigen begrip van deze en andere fenomenen, sommige vóór de ontdekkingen van Maxwell en Hertz. Zo kunnen ” draadloze telegrafie “en op radiogolven gebaseerde systemen worden toegeschreven aan meerdere”uitvinders”., De ontwikkeling van een laboratoriumdemonstratie naar een commerciële entiteit overspande verscheidene decennia en vereiste de inspanningen van vele beoefenaars.in 1878 merkte David E. Hughes dat er vonken te horen waren in een telefoonontvanger wanneer hij experimenteerde met zijn koolstofmicrofoon. Hij ontwikkelde deze koolstof-gebaseerde detector verder en kon uiteindelijk signalen detecteren over een paar honderd meter. Hij demonstreerde zijn ontdekking aan de Royal Society in 1880, maar werd verteld dat het slechts inductie was, en gaf daarom verder onderzoek op., Thomas Edison kwam het elektromagnetische fenomeen tegen tijdens het experimenteren met een telegraaf in Menlo Park. Hij merkte een onverklaarbaar transmissieeffect op tijdens het experimenteren met een telegraaf. Hij noemde dit etherische kracht in een aankondiging op 28 November 1875. Elihu Thomson publiceerde zijn bevindingen over Edison “s nieuwe “kracht” , opnieuw toe te schrijven aan inductie, een verklaring die Edison accepteerde. Edison zou gaan op het volgende jaar om uit te schakelen U. S., Patent 465.971 op een systeem van elektrische draadloze communicatie tussen schepen gebaseerd op elektrostatische koppeling met behulp van het water en verhoogde terminals. Hoewel dit geen radiosysteem was, zou Edison zijn octrooirechten in 1903 verkopen aan zijn vriend Guglielmo Marconi bij de Marconi Company, in plaats van een andere belanghebbende partij die uiteindelijk tegen de belangen van Marconi zou kunnen werken.
Hertziaanse golven
Heinrich Rudolf Hertz (1856-1894) ontdekte een belangrijke stap in het proces van radio-ontwikkeling genaamd de Hertziaanse golven.,tussen 1886 en 1888 publiceerde Heinrich Rudolf Hertz de resultaten van zijn experimenten waarin hij elektromagnetische golven (radiogolven) door de lucht kon uitzenden. Gezien de uitgebreide ontdekkingen van Hertz werden radiogolven aangeduid als “Hertz-golven”., Tussen 1890 en 1892 stelden natuurkundigen als John Perry, Frederick Thomas Trouton en William Crookes elektromagnetische golven voor als navigatiehulpmiddel of communicatiemiddel.in een lezing over het werk van Hertz, kort na zijn dood, demonstreerden professoren Oliver Lodge en Alexander Muirhead draadloze signalen met Hertziaanse (radio) golven in het lecture theater van het Oxford University Museum of Natural History op 14 augustus 1894., Tijdens de demonstratie werden radiogolven verzonden vanuit het naburige Clarendon Laboratory building, en ontvangen door apparatuur in het lecture theater.voortbouwend op het werk van Lodge ontstak de Bengaalse Indiase natuurkundige Jagadish Chandra Bose buskruit en liet een belletje rinkelen op een afstand, met behulp van microgolfgolven op millimeterbereik, tijdens een openbare demonstratie in november 1894 in het Stadhuis van Kolkata, India. Bose schreef in een Bengaals essay, “Adrisya Alok” (“onzichtbaar licht”), “het onzichtbare licht kan gemakkelijk passeren bakstenen muren, gebouwen etc., Daarom kunnen berichten worden verzonden door middel van het zonder de bemiddeling van draden. Bose ‘ s eerste wetenschappelijke paper, “On polarisatie of electric rays by double-brecting crystals” werd in mei 1895 aan de Asiatic Society van Bengalen doorgegeven.
daarna produceerde Bose een reeks artikelen in het Engels, de een na de ander. Zijn tweede artikel werd in oktober 1895 door Lord Rayleigh doorgegeven aan de Royal Society of London. In december 1895, The London journal The Electrician (Vol. 36) publiceerde Bose “s paper,” On a new electro-polariscope”., In die tijd werd het woord “coherer”, bedacht door Lodge, in de Engelstalige wereld gebruikt om Hertziaanse golfontvangers of detectoren te betekenen. De elektricien (December 1895) gaf commentaar op Bose ‘ s coherer. De Engelsman (18 januari 1896) citeerde uit de elektricien en merkte als volgt op: “mocht Professor Bose slagen in het perfectioneren en patenteren van zijn ‘Coherer’, kunnen we mettertijd het hele systeem van kustverlichting zien in de bevaarbare wereld gerevolutioneerd door een Indiase Bengaalse wetenschapper die alleen werkt in ons Presidency College laboratorium., Bose was van plan om zijn coherer te perfectioneren, maar heeft er nooit aan gedacht om het te patenteren.in 1895 bouwde Alexander Stepanovitsj Popov zijn eerste radio-ontvanger, die een coherer bevatte. Popover verfijnde zijn uitvinding als bliksemdetector verder en presenteerde het aan de Russische Fysische en Chemische Vereniging op 7 mei 1895. Een afbeelding van de bliksemdetector werd afgedrukt in het tijdschrift van de Russische Fysische en Chemische Vereniging hetzelfde jaar (publicatie van de notulen 15/201 van deze sessie – December nummer van het tijdschrift RPCS)., Een eerdere beschrijving van het apparaat werd gegeven door Dmitri Aleksandrovitsj Lachinov in juli 1895 in de tweede editie van zijn cursus “grondbeginselen van Meteorologie en Klimatologie”, die de eerste dergelijke cursus in Rusland was. Popov ’s receiver werd gemaakt op de verbeterde basis van Lodge’ s receiver, en oorspronkelijk bedoeld voor de reproductie van zijn experimenten.Guglielmo Marconi
Britse posttechnici inspecteren Guglielmo Marconi ‘ s draadloze telegrafie (radio) apparatuur in 1897.,in 1894 begon de jonge Italiaanse uitvinder Guglielmo Marconi te werken aan het idee om lange afstand draadloze transmissiesystemen te bouwen gebaseerd op het gebruik van Hertziaanse golven (radiogolven)., Marconi las de literatuur door en gebruikte de ideeën van anderen die experimenteerden met radiogolven, maar deed veel om apparaten te ontwikkelen zoals draagbare zenders en ontvangersystemen die over lange afstanden konden werken, waardoor wat in wezen een laboratoriumexperiment was een nuttig communicatiesysteem werd. In augustus 1895 was Marconi zijn systeem aan het testen, maar zelfs met verbeteringen kon hij slechts signalen uitzenden tot een halve mijl, een afstand die Oliver Lodge in 1894 had voorspeld als de maximale zendafstand voor radiogolven., Marconi verhoogde de hoogte van zijn antenne en raakte op het idee om zijn zender en ontvanger te aarden. Met deze verbeteringen was het systeem in staat om signalen uit te zenden tot 3,2 km en over heuvels. Marconi ‘ s experimentele apparatuur bleek het eerste engineering-complete, commercieel succesvolle radiotransmissiesysteem te zijn. Marconi ‘ s apparaat wordt ook gecrediteerd voor het redden van de 700 mensen die de tragische ramp met de Titanic overleefden.,in 1896 kreeg Marconi het Britse patent 12039, Improvements in transmitting electrical pulses and signals and in devices there-for, Het eerste patent ooit uitgegeven voor een Hertzian wave (radio wave) base wireless telegraphic system. In 1897 richtte hij een radiostation op op het Engelse eiland Wight. Marconi opende zijn” draadloze ” fabriek in de voormalige silk-works in Hall Street, Chelmsford, Engeland in 1898. Kort na de jaren 1900 had Marconi de patentrechten voor radio., Marconi zou in 1909 de Nobelprijs voor de natuurkunde winnen en succesvoller zijn dan enige andere uitvinder in zijn vermogen om radio en de bijbehorende apparatuur te commercialiseren tot een wereldwijd bedrijf. In de VS zouden enkele van zijn latere gepatenteerde verfijningen (maar niet zijn oorspronkelijke radio-patent) worden vernietigd in een rechtszaak van 1935 (bevestigd door het Amerikaanse Hooggerechtshof in 1943).in 1900 zond de Braziliaanse priester Roberto Landell de Moura de menselijke stem draadloos over., Volgens de krant Jornal do Comercio (10 juni 1900) voerde hij zijn eerste publieke experiment uit op 3 juni 1900 voor journalisten en de Consul van Groot-Brittannië, C. P. Lupton, in São Paulo, Brazilië, over een afstand van ongeveer 8 kilometer. De punten van transmissie en ontvangst waren Alto De Santana en Paulista Avenue.een jaar na dat experiment ontving de Moura zijn eerste patent van de Braziliaanse regering., Het werd beschreven als “apparatuur voor fonetische transmissies door ruimte -, land-en waterelementen op afstand met of zonder het gebruik van draden.”Vier maanden later, wetende dat zijn uitvinding echte waarde had, verliet hij Brazilië naar de Verenigde Staten met de bedoeling om de machine te patenteren bij het Amerikaanse octrooibureau in Washington, D. C. omdat hij weinig middelen had, moest hij vertrouwen op vrienden om zijn project te promoten., Ondanks grote moeilijkheden werden drie patenten toegekend: “The Wave Transmitter” (11 oktober 1904), de voorloper van de huidige”radio transceiver”;” the Wireless Telephone “en de” Wireless Telegraph”, beide gedateerd 22 November 1904.
” the Wireless Telephone”, U. S. Patent Office in Washington, D. C.
de volgende ontwikkeling was de vacuümbuisdetector, uitgevonden door ingenieurs van Westinghouse., Op kerstavond 1906 gebruikte Reginald Fessenden een synchrone draaizuigerzender voor het eerste radioprogramma uit Ocean Bluff-Brant Rock, Massachusetts. Schepen op zee hoorden een uitzending waarin Fessenden O Holy Night speelde op de viool en een passage uit de Bijbel las. Dit was, in alle opzichten, de eerste transmissie van wat nu bekend staat als amplitudemodulatie of AM-radio.in juni 1912 opende Marconi ‘ s eerste speciaal gebouwde radiofabriek in New Street Works in Chelmsford, Engeland.,het eerste radionieuws – programma werd uitgezonden op 31 augustus 1920 door station 8MK in Detroit, Michigan, dat vandaag de dag nog leeft als all-news format station WWJ onder eigendom van het CBS network. Het eerste college radiostation begon uit te zenden op Oktober 14, 1920 van Union College, Schenectady, New York onder de Persoonlijke oproep brieven van Wendell King, een Afro-Amerikaanse student op de school.,die maand 2add (hernoemd tot WRUC in 1947), uitgezonden wat wordt beschouwd als de eerste publieke entertainment uitzending in de Verenigde Staten, een reeks donderdagavond concerten aanvankelijk gehoord binnen een straal van 160 km en later voor een straal van 1600 km. In november 1920 werd de eerste uitzending van een sportevenement uitgezonden. Op 27 augustus 1920 om 21.00 uur zond Sociedad Radio Argentina een live optreden uit van Richard Wagner ‘ s opera Parsifal vanuit het Coliseo Theater in het centrum van Buenos Aires. Slechts ongeveer twintig huizen in de stad hadden ontvangers om af te stemmen in dit radioprogramma., Ondertussen begonnen in 1922 regelmatig entertainment uitzendingen vanuit het Marconi Research Centre in Writtel, Engeland.
Sport-uitzendingen begonnen in deze tijd, met inbegrip van de college football op radio uitzending van 1921 (West Virginia) versus Pittsburgh voetbalwedstrijd.een van de eerste ontwikkelingen in het begin van de 20e eeuw was dat vliegtuigen commerciële AM-radiostations gebruikten voor navigatie. Dit ging door tot het begin van de jaren zestig, toen VOR systems wijdverbreid werd. In het begin van de jaren 1930 werden enkelzijband en frequentiemodulatie uitgevonden door amateurradio-operators., Tegen het einde van het decennium werden ze opgericht commerciële modi. Al in de jaren twintig werd Radio gebruikt om als televisie zichtbare beelden uit te zenden. commerciële televisieuitzendingen begonnen in Noord-Amerika en Europa in de jaren veertig.
In 1947 bij&T commercialiseerde de mobiele telefoondienst. Vanaf het begin in St. Louis in 1946 introduceerde AT&t vervolgens een mobiele telefoondienst naar honderd steden en snelwegen in 1948. Mobiele telefoon Service was een zeldzaamheid met slechts 5.000 klanten plaatsen ongeveer 30.000 gesprekken per week., Omdat er slechts drie radiokanalen beschikbaar waren, konden slechts drie klanten in een bepaalde stad in één keer mobiel bellen. Mobiele telefoon Service was duur, kost US $ 15 per maand, plus $ 0,30-0,40 per lokaal gesprek, gelijk aan (in 2012 US dollars) ongeveer $176 per maand en $3,50–4,75 per gesprek. Het geavanceerde mobiele telefoon systeem analoge mobiele mobiele telefoon systeem, ontwikkeld door Bell Labs, werd geïntroduceerd in Amerika in 1978, gaf veel meer capaciteit. Het was het primaire analoge mobiele telefoonsysteem in Noord-Amerika (en andere locaties) tot in de jaren 1980 en tot in de jaren 2000.,
het regentschap TR-1, dat Texas Instruments” NPN transistors ” gebruikte, was de eerste commercieel geproduceerde Transistorradio ter wereld in 1954.
na de ontwikkeling van de transistortechnologie hebben bipolaire junctietransistors geleid tot de ontwikkeling van de Transistorradio. In 1954 introduceerde de Regency company een pocket Transistorradio, de TR-1, aangedreven door een ” standaard 22,5 V batterij. In 1955 introduceerde Sony zijn eerste transistorized radio, de TR-55., Het was klein genoeg om in een vestzak te passen, aangedreven door een kleine batterij. Het was duurzaam, omdat het geen vacuümbuizen had om uit te branden. In 1957 introduceerde Sony de TR-63, de eerste in massa geproduceerde Transistorradio, wat leidde tot de marktpenetratie van Transistorradio ‘ s. In de volgende 20 jaar vervingen transistors buizen bijna volledig, behalve voor hoogvermogenzenders.in het midden van de jaren zestig gebruikte de Radio Corporation of America (RCA) metaaloxide–halfgeleider–veldeffecttransistoren (MOSFETs) in hun consumentenproducten, waaronder FM-radio, televisie en versterkers., Metal–oxide-semiconductor (MOS) large-scale integration (LSI) bood een praktische en economische oplossing voor radiotechnologie, en werd gebruikt in mobiele radiosystemen tegen het begin van de jaren 1970.
in 1963 werd kleurentelevisie commercieel uitgezonden (hoewel niet alle uitzendingen of programma ‘ s in kleur waren), en de eerste (radio) communicatiesatelliet, Telstar, werd gelanceerd. In de jaren 70 werd LORAN het belangrijkste radionavigatiesysteem. Al snel experimenteerde de Amerikaanse marine met satellietnavigatie, wat culmineerde in de lancering van de Global Positioning System (GPS) constellatie in 1987.,
golflengte (meters) versus frequentie (kilocycles, kilohertz)
in vroege radio, en in beperkte mate veel later, werd het zendsignaal van het radiostation gespecificeerd in meters, verwijzend naar de golflengte, De lengte van de radiogolf. Dit is de oorsprong van de termen lange golf, middellange golf en korte golf radio. Delen van het radiospectrum die voor specifieke doeleinden waren gereserveerd, werden vaak aangeduid met de Golflengte: de 40-meter band, bijvoorbeeld voor amateurradio., De relatie tussen golflengte en frequentie is wederkerig: hoe hoger de frequentie, hoe korter de golf, en vice versa.
naarmate de apparatuur vorderde, werd een nauwkeurige frequentieregeling mogelijk; vroege stations hadden vaak geen precieze frequentie, omdat deze onder andere werd beïnvloed door de temperatuur van de apparatuur. Het identificeren van een radiosignaal door zijn frequentie in plaats van zijn lengte bleek veel praktischer en nuttiger, en vanaf de jaren 1920 werd dit de gebruikelijke methode om een signaal te identificeren, vooral in de Verenigde Staten., Frequenties gespecificeerd in aantal cycli per seconde (kilocycles, megacycles) werden vervangen door de meer specifieke aanduiding van hertz (cycli per seconde) rond 1965.
digitaal tijdperk
In de jaren zeventig begon het langeafstandsnetwerk van de VS over te stappen op een digitaal telefoonnetwerk, waarbij voor veel van zijn verbindingen gebruik werd gemaakt van digitale radio ‘ s. De overgang naar digitale telecommunicatienetwerken werd mogelijk gemaakt door mos-chips met gemengde signalen die gebruik maakten van switched-condensator (SC) en pulse-code modulatie (PCM) technologieën., In de late jaren 1980 ontwikkelde Asad Ali Abidi van UCLA RF CMOS( radio-frequency CMOS), een radiotransceiversysteem op een mos IC-chip met gemengde signalen, die de introductie van digitale signaalverwerking in draadloze communicatie mogelijk maakte.
in 1990 maakten videocoderingsstandaarden van discrete cosinustransformatie (DCT) transmissie van digitale televisie (DTV) mogelijk in zowel standaarddefinitie-TV-formaten (SDTV) als hogedefinitie-TV-formaten (HDTV). In het begin van de jaren 1990 begonnen amateurradio-onderzoekers personal computers met audiokaarten te gebruiken om radiosignalen te verwerken.,in de jaren negentig begon de draadloze revolutie, met de komst van digitale draadloze netwerken. Het begon met de introductie van digitale cellulaire mobiele netwerken, mogelijk gemaakt door LDMOS (power MOSFET) RF eindversterkers en CMOS RF circuits. In 1994 lanceerden het Amerikaanse leger en DARPA een agressief, succesvol project om een software-gedefinieerde radio te bouwen die kan worden geprogrammeerd om vrijwel elke radio te zijn door het veranderen van het softwareprogramma.
digitale uitzendingen werden eind jaren negentig toegepast op commerciële omroep., In 1995 lanceerde Digital Audio Broadcasting (DAB), een digitale radionorm, in Europa. ISDB-S, een Japanse digitale televisie standaard, werd gelanceerd in 1996, en werd later gevolgd door de ISDB-T digitale radio standaard.