Historia av radio

uppfinning

idén om trådlös kommunikation föregår upptäckten av ”radio” med experiment i ”trådlös telegrafi” via induktiv och kapacitiv induktion och överföring genom marken, vatten och till och med tågspår från 1830-talet på. James Clerk Maxwell visade i teoretisk och matematisk form 1864 att elektromagnetiska vågor kunde sprida sig genom ledigt utrymme., Det är troligt att den första avsiktliga överföringen av en signal med hjälp av elektromagnetiska vågor utfördes i ett experiment av David Edward Hughes runt 1880, även om detta ansågs vara induktion vid den tiden. I 1888 Heinrich Rudolf Hertz kunde slutgiltigt bevisa överförda luftburna elektromagnetiska vågor i ett experiment som bekräftar Maxwells teori om elektromagnetism.,

efter upptäckten av dessa ”Hertzianvågor” (det skulle ta nästan 20 år för termen ”radio” att vara universellt antagen för denna typ av elektromagnetisk strålning) experimenterade många forskare och uppfinnare med att överföra och upptäcka hertziska vågor., Maxwells teori visar att ljus och Hertziska elektromagnetiska vågor var samma fenomen vid olika våglängder ledde ”Maxwelliska” forskare som John Perry, Frederick Thomas Trouton och Alexander Trotter att anta att de skulle vara Analoga med optiskt ljus. Den serbiska amerikanska ingenjören Nikola Tesla (som föreslog ett trådlöst ström/kommunikation jordledningssystem som liknar radio 1893) ansåg att Hertziska vågor var relativt värdelösa för sitt system eftersom ”ljus” inte kunde överföra längre än synfältet., År 1892 skrev fysikern William Crookes om möjligheterna till trådlös telegrafi baserad på Hertziska vågor. Andra, som Sir Oliver Lodge, Jagadish Chandra Bose och Alexander Popov var inblandade i utvecklingen av komponenter och teori som var involverade i överföring och mottagning av luftburna elektromagnetiska vågor för sitt eget teoretiska arbete.

under flera år med början 1894 byggde den italienska uppfinnaren Guglielmo Marconi det första tekniska kompletta, kommersiellt framgångsrika trådlösa telegrafisystemet baserat på luftburna Hertziska vågor (radioöverföring)., Marconi demonstrerade användningen av radio i militär och marin kommunikation och startade ett företag för utveckling och spridning av radiokommunikationstjänster och utrustning.

1800-talet

betydelsen och användningen av ordet ”radio” har utvecklats parallellt med utvecklingen inom kommunikationsområdet och kan ses ha tre olika faser: elektromagnetiska vågor och experiment; trådlös kommunikation och teknisk utveckling; och radiosändningar och kommersialisering.,

i en 1864-presentation, publicerad 1865, föreslog James Clerk Maxwell teorier om elektromagnetism, med matematiska bevis, som visade att ljus och förutspådde att radio och röntgen var alla typer av elektromagnetiska vågor som förökade sig genom fritt utrymme., År 1886-88 genomförde Heinrich Rudolf Hertz en serie experiment som visade förekomsten av Maxwells elektromagnetiska vågor, med hjälp av en frekvens i vad som senare skulle kallas radiospektrumet. Många individer—uppfinnare, ingenjörer, utvecklare och affärsmän-konstruerade system baserade på egen förståelse för dessa och andra fenomen, några före Maxwell och Hertz upptäckter. Således kan ” trådlös telegrafi ”och radiovågsbaserade system hänföras till flera”uppfinnare”., Utveckling från en laboratoriedemonstration till en kommersiell enhet sträckte sig flera årtionden och krävde många utövares ansträngningar.

år 1878 märkte David E. Hughes att gnistor kunde höras i en telefonmottagare när han experimenterade med sin kolmikrofon. Han utvecklade denna kolbaserade detektor ytterligare och så småningom kunde upptäcka signaler över några hundra meter. Han visade sin upptäckt till Royal Society 1880, men fick veta att det bara var induktion, och Därför övergav ytterligare forskning., Thomas Edison kom över det elektromagnetiska fenomenet medan han experimenterade med en telegraf på Menlo Park. Han noterade en oförklarlig överföringseffekt medan han experimenterade med en telegraf. Han hänvisade till detta som eterisk kraft i ett tillkännagivande den 28 November 1875. Elihu Thomson publicerade sina fynd om Edisons nya ”kraft”, som återigen tillskriver den induktion, en förklaring som Edison accepterade. Edison skulle gå på nästa år för att ta ut USA., Patent 465,971 på ett system för elektrisk trådlös kommunikation mellan fartyg baserade på elektrostatisk koppling med hjälp av vatten och förhöjda terminaler. Även om detta inte var ett radiosystem, skulle Edison sälja sina patenträttigheter till sin vän Guglielmo Marconi på Marconi-företaget 1903, snarare än en annan intresserad part som skulle kunna sluta arbeta mot Marconis intressen.

Hertziska vågor

mellan 1886 och 1888 publicerade Heinrich Rudolf Hertz resultaten av sina experiment där han kunde överföra elektromagnetiska vågor (radiovågor) genom luften och bevisa Maxwells elektromagnetiska teori. Således, med tanke på Hertz omfattande upptäckter, kallades radiovågor ”Hertzian waves”., Mellan 1890 och 1892 fysiker som John Perry, Frederick Thomas Trouton och William Crookes föreslog elektromagnetiska eller Hertziska vågor som ett navigeringshjälpmedel eller kommunikationsmedel, med Crookes skriva om möjligheterna till trådlös telegrafi baserad på Hertzian vågor 1892.

i en föreläsning om Hertz arbete, strax efter hans död, demonstrerade professorerna Oliver Lodge och Alexander Muirhead trådlös signalering med hjälp av Hertzian (radio) vågor i Föreläsningsteatern vid Oxford University Museum of Natural History den 14 augusti 1894., Under demonstrationen skickades radiovågor från den närliggande Clarendon Laboratoriebyggnaden och mottogs av apparater i föreläsningsteatern.

bygga på arbetet i Lodge, den bengaliska Indiska fysikern Jagadish Chandra Bose antändes krut och ringde en klocka på avstånd, med hjälp av millimeter-range-våglängd mikrovågor, i en november 1894 offentlig demonstration vid Rådhuset i Kolkata, Indien. Bose skrev i en Bengali uppsats, ”Adrisya Alok” (”osynligt ljus”), ” det osynliga ljuset kan enkelt passera genom tegelväggar, byggnader etc., Därför kan meddelanden överföras med hjälp av det utan medling av ledningar.”Bose ”s första vetenskapliga papper,” om polarisering av elektriska strålar genom dubbelbrytande kristaller ” kommunicerades till det asiatiska samhället i Bengalen i maj 1895.

därefter producerade Bose en serie artiklar på engelska, en efter en. Hans andra papper skickades till Royal Society of London av Lord Rayleigh i oktober 1895. I December 1895, London tidning Elektriker (Vol. 36) publicerade Bose ” s papper,”på en ny Elektro-polariskop”., Vid den tiden användes ordet ”coherer”, som myntades av Lodge, i den engelsktalande världen för att betyda Hertziska vågmottagare eller detektorer. Elektrikern (December 1895) kommenterade lätt Bose”s coherer. Engelsmannen (18 januari 1896) citerade från elektrikern och kommenterade följande: ”Om Professor Bose lyckas finslipa och patentera sin ”Koherer”, kan vi med tiden se hela systemet med kustbelysning över hela den navigerbara världen revolutionerad av en indisk Bengaliforskare som arbetar ensamhänt i vårt Presidentskapskollegium.,”Bose planerade att ” fullända sin koherer” , men tänkte aldrig på att patentera den.

1895 genomförde experiment i linje med Hertz forskning, Alexander Stepanovich Popov byggde sin första radiomottagare, som innehöll en koherer. Popover förfinade sin uppfinning som en blixtdetektor och presenterades för det ryska fysiska och Kemiska Samhället den 7 maj 1895. En skildring av blixtdetektorn trycktes i Journal of the Russian Physical and Chemical Society samma år (publicering av minuterna 15/201 av denna session-decemberutgåva av tidskriften RPCS)., En tidigare beskrivning av enheten gavs av Dmitry Aleksandrovich Lachinov i juli 1895 i den andra upplagan av hans kurs ”Fundamentals of Meteorology and Climatology”, som var den första kursen i Ryssland. Popov ”S mottagare skapades på förbättrad grund av Lodge” s mottagare, och ursprungligen avsedd för reproduktion av sina experiment.

Guglielmo Marconi

1894 började den unga italienska uppfinnaren Guglielmo Marconi arbeta med tanken på att bygga trådlösa överföringssystem för långdistans baserat på användningen av Hertzianvågor (radiovågor), en undersökningslinje som han noterade att andra uppfinnare inte verkade driva., Marconi läste igenom litteraturen och använde andras idéer som experimenterade med radiovågor men gjorde mycket för att utveckla enheter som bärbara sändare och mottagarsystem som kunde fungera över långa avstånd, vilket gjorde det som i huvudsak var ett laboratorieexperiment till ett användbart kommunikationssystem. I augusti 1895, Marconi fält testa hans system men även med förbättringar han kunde bara överföra signaler upp till en halv mil, ett avstånd Oliver Lodge hade förutspått i 1894 som den maximala överföringsavstånd för radiovågor., Marconi höjde höjden på sin antenn och slog på tanken på att jorda sin sändare och mottagare. Med dessa förbättringar kunde systemet överföra signaler upp till 2 miles (3.2 km) och över kullar. Marconis experimentella apparat visade sig vara det första tekniska-kompletta, kommersiellt framgångsrika radioöverföringssystemet. Marconis apparat krediteras också med att rädda de 700 personer som överlevde den tragiska Titanic-katastrofen.,

år 1896 tilldelades Marconi brittiskt patent 12039, förbättringar i överföring av elektriska impulser och signaler och i apparater där-för det första patentet som någonsin utfärdats för ett Hertzian wave (radio wave) bas trådlöst telegrafiskt system. 1897 etablerade han en radiostation på Isle of Wight, England. Marconi öppnade sin” trådlösa ” fabrik i den tidigare silk-works på Hall Street, Chelmsford, England 1898, sysselsätter cirka 60 personer. Strax efter 1900-talet höll Marconi patenträttigheterna för radio., Marconi skulle fortsätta att vinna Nobelpriset i fysik 1909 och bli mer framgångsrik än någon annan uppfinnare i sin förmåga att kommersialisera radio och dess tillhörande utrustning till en global verksamhet. I USA skulle några av hans efterföljande patenterade förbättringar (men inte hans ursprungliga radiopatent) upphävas i ett 1935-domstolsmål (upprätthållet av USA: s högsta domstol 1943).

20th century

år 1900 överförde den brasilianska prästen Roberto Landell de Moura den mänskliga rösten trådlöst., Enligt tidningen Jornal do Comercio (10 juni 1900), genomförde han sin första offentliga experiment 3 juni 1900, framför journalister och General Konsul i Storbritannien, C. P. Lupton, i São Paulo, Brasilien, för ett avstånd på cirka 8 kilometer (5.0 mi). Punkterna för överföring och mottagning var Alto De Santana och Paulista Avenue.

ett år efter det experimentet fick de Moura sitt första patent från den brasilianska regeringen., Det beskrevs som ” utrustning för fonetiska överföringar genom rymden, mark och vattenelement på avstånd med eller utan användning av ledningar.”Fyra månader senare, i vetskap om att hans uppfinning hade verkligt värde, lämnade han Brasilien För USA med avsikt att patentera maskinen vid US Patent Office i Washington, DC

med få resurser, var han tvungen att förlita sig på vänner för att driva sitt projekt., Trots stora svårigheter tilldelades tre patent: ”The Wave Transmitter” (11 oktober 1904), som är föregångaren till dagens”s radio transceiver; ”the Wireless Telephone” och ”Wireless Telegraph”, båda daterade 22 November 1904.

nästa framsteg var vakuumrördetektorn, uppfunnad av Westinghouse ingenjörer., På Julafton 1906, Reginald Fessenden används ett synkront roterande spark sändare för första radio program som sänds från Ocean Bluff-Brant Klippa, Massachusetts. Fartyg till sjöss hörde en sändning som inkluderade Fessenden spelar O helig natt på fiolen och läsa en passage från Bibeln. Detta var för alla ändamål den första överföringen av vad som nu kallas amplitudmodulering eller AM-radio.

i juni 1912 öppnade Marconi världens första specialbyggda radiofabrik på New Street Works I Chelmsford, England.,

det första radionyhetsprogrammet sändes 31 augusti 1920 av station 8MK i Detroit, Michigan, som överlever idag som all-news format station WWJ under ägande av CBS-nätverket. Den första college radio station började sända den 14 oktober 1920 från Union College, Schenectady, New York under personliga samtal brev Wendell King, en afroamerikansk student på skolan.,den månaden 2add (omdöpt till WRUC 1947), sändes vad som tros vara den första offentliga underhållningen i USA, en serie torsdagskvällarkonserter som ursprungligen hördes inom en 100 mil (160 km) radie och senare för en 1,000 mil (1,600 km) radie. I November 1920 sändes den första sändningen av ett sportevenemang. På 9 pm den 27 augusti 1920, Sociedad Radio Argentina sände en liveframträdande av Richard Wagner ” s opera Parsifal från Coliseo Theater i centrala Buenos Aires. Endast cirka tjugo hem i staden hade mottagare att ställa in detta radioprogram., Under tiden började regelbundna underhållningssändningar 1922 från Marconi Research Centre i Writtle, England.

sportsändningar började vid denna tidpunkt också, inklusive college football på radiosändning av en 1921 West Virginia vs. Pittsburgh fotbollsmatch.

en av de första utvecklingarna i början av 1900-talet var att flygplan använde kommersiella AM-radiostationer för navigering. Detta fortsatte fram till början av 1960-talet när VOR systems blev utbredd. I början av 1930-talet uppfanns enstaka sidband och frekvensmodulering av amatörradiooperatörer., I slutet av decenniet var de etablerade kommersiella lägen. Radio användes för att sända bilder synliga som tv så tidigt som 1920-talet. kommersiella tv-sändningar började i Nordamerika och Europa på 1940-talet.

1947 på&t kommersialiserade Mobiltelefontjänsten. Från starten i St. Louis 1946, vid&t introducerade sedan mobiltelefontjänst till hundra städer och motorvägskorridorer 1948. Mobiltelefontjänsten var en sällsynthet med endast 5 000 kunder som placerade cirka 30 000 samtal varje vecka., Eftersom endast tre radiokanaler var tillgängliga kunde endast tre kunder i en viss stad ringa mobiltelefonsamtal på en gång. Mobiltelefontjänsten var dyr, kostar US $ 15 per månad, plus $ 0,30-0,40 per lokalt samtal, motsvarande (i 2012 US-Dollar) ca $176 per månad och $3,50–4,75 per samtal. Det avancerade Mobiltelefonsystemet analog mobiltelefon system, som utvecklats av Bell Labs, infördes i Amerika 1978, gav mycket mer kapacitet. Det var det primära analoga mobiltelefonsystemet i Nordamerika (och andra lokaler) genom 1980-talet och i 2000-talet.,

efter utvecklingen av transistorteknologi ledde bipolära transistorer till utvecklingen av Transistorradio. 1954 introducerade Regency-företaget en ficktransistorradio, TR-1, som drivs av ett ” standard 22.5 V-batteri.”1955 introducerade det nybildade Sony-företaget sin första transistorerade radio, TR-55., Den var liten nog att passa i en västficka, som drivs av ett litet batteri. Det var hållbart, eftersom det inte hade några vakuumrör att brinna ut. År 1957 introducerade Sony TR-63, den första massproducerade transistorradioen, vilket ledde till massmarknadspenetrationen av transistorradioer. Under de kommande 20 åren ersatte transistorer rör nästan helt förutom högeffektsändare.

i mitten av 1960–talet använde Radio Corporation of America (RCA) metalloxide–semiconductor field-effect transistorer (MOSFETs) i sina konsumentprodukter, inklusive FM-radio, TV och förstärkare., Metal-oxide-semiconductor (MOS) storskalig integration (LSI) gav en praktisk och ekonomisk lösning för radioteknik, och användes i mobila radiosystem i början av 1970-talet.

1963 sändes färgtelevision kommersiellt (men inte alla sändningar eller program var i färg), och den första (radio) kommunikationssatelliten, Telstar, lanserades. På 1970-talet blev LORAN det främsta radionavigeringssystemet. Snart experimenterade amerikanska flottan med satellitnavigering, vilket kulminerade i lanseringen av Global Positioning System (GPS) constellation 1987.,

våglängd (meter) vs. frekvens (kilocykler, kilohertz)

i tidig radio, och i begränsad utsträckning mycket senare, var sändningssignalen för radiostationen specificerad i meter, med hänvisning till våglängden, längden på radiovågan. Detta är ursprunget till termerna long wave, medium wave och short wave radio. Delar av radiospektrumet som reserverats för specifika ändamål hänvisades ofta till våglängd: 40-metersbandet, som till exempel används för amatöradio., Förhållandet mellan våglängd och frekvens är ömsesidig: ju högre frekvens, desto kortare våg och vice versa.

allteftersom utrustningen fortskred blev exakt frekvenskontroll möjlig; tidiga stationer hade ofta ingen exakt frekvens, eftersom den bland annat påverkades av utrustningens temperatur. Att identifiera en radiosignal med sin frekvens snarare än dess längd visade sig vara mycket mer praktisk och användbar, och från 1920-talet blev detta den vanliga metoden att identifiera en signal, särskilt i USA., Frekvenser som anges i antal cykler per sekund (kilocykler, megacyklar) ersattes av den mer specifika beteckningen hertz (cykler per sekund) omkring 1965.

Digital era

på 1970-talet började det amerikanska långdistanstelefonnätet övergå till ett digitalt telefonnät, med digitala radioapparater för många av dess länkar. Övergången till digitala telekommunikationsnät möjliggjordes av integrerade kretsar med blandad signal MOS med hjälp av switched-capacitor (SC) och pulse-code modulation (PCM) – teknik., I slutet av 1980-talet utvecklade Asad Ali Abidi på UCLA RF CMOS( radiofrekvent CMOS), ett radiotransceiversystem på ett blandat mos IC-chip, vilket möjliggjorde införandet av digital signalbehandling i trådlös kommunikation.

1990 möjliggjorde discrete cosinus transform (DCT) videokodningsstandarder digital television (DTV)-överföring i både standard-definition TV (SDTV) och HDTV (high-definition TV) – format. I början av 1990-talet började amatörradio-experimenter använda persondatorer med ljudkort för att bearbeta radiosignaler.,

på 1990-talet började den trådlösa revolutionen, med tillkomsten av digitala trådlösa nätverk. Det började med införandet av digitala mobilnät, aktiverat av LDMOS (power MOSFET) RF effektförstärkare och CMOS RF-kretsar. 1994 lanserade den amerikanska armén och DARPA ett aggressivt, framgångsrikt projekt för att konstruera en mjukvarudefinierad radio som kan programmeras för att vara praktiskt taget vilken radio som helst genom att ändra sitt program.

digitala sändningar började tillämpas på kommersiella sändningar i slutet av 1990-talet., I 1995, Digital Audio Broadcasting (DAB), en digital radio standard, lanserades i Europa. ISDB-s, en japansk digital-tv-standard, lanserades 1996 och följdes senare av ISDB-T digital radio standard.

---