Зарождение радиосвязи. Теоретическое обоснование общности между электрическими, магнитными и световыми явлениями, выполненное Дж. Максвеллом, и экспериментальное подтверждение Г. Герцем существования электромагнитных волн очень быстро завладели умами ученых.
После опубликования в 1888 году открытия Г. Герца во многих лабораториях мира начались эксперименты с электромагнитными волнами, в ходе которых создавались и совершенствовались технические средства генерирования и регистрации электромагнитных колебаний.
Среди тех, кто после Герца занимался экспериментальными исследованиями свойств электромагнитных волн, прежде всего, следует назвать американского инженера Н. Теслу, английских физиков О. Лоджа, И. Томсона, М. Минчина, Э. Резерфорда, французских ученых Э. Бранли, Р. Блондло, итальянца А. Риги, индийца Д. Боса, немецких физиков Э. Лехера и А. Слаби, серба М. Пупина, русских физиков А. Г. Столетова, Н. Н. Егорова, И. И. Боргмана, О. Д. Хвольсона, П. Н. Лебедева и, конечно, А. С. Попова, которому принадлежит честь изобретения радиосвязи 5 . Одним из первых высказал мысль о практическом использовании электромагнитных волн для передачи сообщений американский профессор электротехники И. Томсон в лекции О переменных токах и электрических волнах, прочитанной в 1889 году в Линне Массачусетс. Годом позже, в 1890 году, аналогичная мысль была высказана в журнале Электричество в примечании редакции к статье русского физика О. Д. Хвольсона об опытах Герца. В заключительном абзаце этой статьи автор писал Опыты Герца пока кабинетные что из них разовьется дальше и не представляют ли они зародыш новых отделов электротехники - этого решить в настоящее время невозможно. Редакция снабдила эти слова сноской Например, телеграфия без проводов наподобие оптической. В 1892 году в лондонском популярном научно-техническом журнале была опубликована статья английского физика В. Крукса, в которой он, говоря об электромагнитных волнах, писал Здесь раскрывается поразительная возможность телеграфирования без проводов, телеграфных столбов, кабелей и всяких других дорогостоящих современных приспособлений. Он считал, что принципиальные возможности такой связи уже имеются благодаря опытам Герца и что для технического воплощения их в новые приборы нужно разработать во-первых, более эффективные и удобные способы генерирования электромагнитных волн различной длины во-вторых, способы их улавливания и разделения по длине селекцию в-третьих, способы направленно пространственной канализации электромагнитных волн. В 1890-1891 годах, вскоре после опубликования опытов Г. Герца и Э. Бранли, студент Киевского политехнического института В. П. Добровольский разработал и математически обосновал систему электрической сигнализации без проводов 4,5 . После предварительных консультаций с ассистентом кафедры физики Политехнического института А. Н. Яницким и начальником телеграфа Юго-Западных железных дорог И. М. Ивановым, в конце 1891 года Добровольский отправил в редакцию журнала Электричество, издаваемого VI отделом Русского технического общества, статью под названием Опыты Герца в электрической сигнализации. В статье не только высказывалась мысль о применении электромагнитных колебаний для передачи радиотелеграфных и радиотелефонных сигналов, но и приводилось математическое обоснование выдвинутой идеи. Статья не была опубликована 6,7 . Изучая и проводя исследования с электромагнитными волнами, многие экспериментаторы поняли одно важное обстоятельство.
Если герцевский вибратор электромагнитных волн был для своего времени достаточно удобным и мощным источником излучения, то примененный Герцем в качестве индикатора резонатор являлся очень несовершенным устройством.
В поисках более совершенных технических устройств, позволявших регистрировать лучи Герца, большинство исследователей обратилось к использованию проводимости металлических порошков, меняющейся под действием электромагнитной волны.
Указанное явление было подробно описано в 1890 году Э. Бранли и легло в основу разработанного им лабораторного прибора, названного радиокондуктором.
Новый прибор оказался более удобным и более чувствительным индикатором, чем резонатор Герца, и широко применялся в лабораторных опытах 6,7 . В 1894 году английский физик О. Лодж опубликовал лекцию Творение Герца, прочитанную в Британском королевском обществе, где описал усовершенствованный им радиокондуктор Бранли.
Лодж придал ему удобную форму переносного физического прибора для показа опытов с герцевскими волнами и сделал к нему механическое устройство для встряхивания опилок часовой механизм, молоточек электрического звонка. Лодж назвал свой индикатор электромагнитных волн когерером от лат. cohesion - сцепление, спаивание 5,6 . Другой важной частью задачи практического воплощения идеи радиосвязи являлась разработка устройства, наилучшим образом излучающего электромагнитную энергию в окружающее пространство и извлекающего ее оттуда, т. е. антенны.
Отыскание наиболее совершенных конструкций таких посредников между электромагнитным полем и аппаратурой было важно для увеличения дальности действия связи без проводов в такой же мере, как и повышение чувствительности приемника.
Первые антенны были использованы Г. Герцем в опытах 1887-1888 годов и представляли собой симметричный излучатель и резонатор в форме петли в приемном устройстве. В статье Об электрическом излучении и его концентрации с помощью линз, опубликованной в 1889 году, О. Лодж и Д. Говард писали, что для дальних передач линейный осциллятор является наилучшим. Из всех ученых, занимавшихся опытами с электромагнитными волнами, Н. Тесла и О. Лодж, несомненно, ближе других были к изобретению нового средства связи.
Но если ни Бранли, ни Лодж не ставили перед собой практических целей и впоследствии недвусмысленно заявили об этом, то Тесла много лет вынашивал идею беспроводной передачи энергии на расстояние методом возбуждения Земли как большого колебательного контура 7 . Он увлек этой мыслью многие умы, разработал источники высокочастотной электромагнитной энергии и ее излучатели, но у него не было важнейшего звена электромагнитной волновой связи - приемника, чувствительного индикатора. 4.