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“无线电广播之父”雷金纳德·费森登出生

科普小知识2022-02-23 10:59:36
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1866年10月6日(农历8月28日),雷金纳德·费森登,“无线电广播之父”诞生了。

“无线电广播之父”雷金纳德·费森登出生

雷金纳德·费森登,无线电广播之父

加拿大裔美国物理学家费森登。1866年10月6日(151年前)出生于魁北克的米尔顿。汉密尔顿于1932年7月22日在百慕大去世。

19世纪80年代,费森登是爱迪生的首席化学家,后来,从1890年到1892年,他在爱迪生的竞争对手西屋公司手下工作。尽管与19世纪的爱迪生或其他许多发明家相比,费德森几乎无人知晓,但事实上,在专利数量和类型上,他仅次于爱迪生,一生中获得了500多项专利。他最引人注目的发明是无线电波的调制。无线电波可以脉冲的形式模仿莫尔斯电码的点符号。

要发送的号码。然而,费森登认为可以发射连续的无线电波,这样它们的振幅就会随着声波的不规则变化而变化(这就是调制)。在接收站,这些变化的波可以被选择并恢复成声波。1906年,人们首次使用上述方法从马萨诸塞州海岸发送无线电波信号。收音机确实接收到了音乐。著名的无线电广播就是以这种方式诞生的,尽管许多发明在达到完美时期之前仍需完成,尤其是德福特发明的三极管。

1906年12月25日,费森登在马萨诸塞州布兰特洛克的国家电力公司128米高的广播塔上做了一次广播。广播节目的主要内容是阅读圣经中主耶稣基督诞生的故事。此外,它还配有小提琴独奏会,播放德国音乐家汉斯的“舒缓音乐”。演出前,他在报纸上提前发出通知,并发出无线电报通知报纸和太平洋上的船只。那天晚上,太平洋船的无线电发射机听到了小提琴和一个人在读圣经的声音。人们普遍认为这是世界上第一次成功的声音传输实验,并被认为是无线电声音广播诞生的象征。

回顾无线电广播的历史,我们大多记得这样一个重要的事件——1901年12月12日,意大利人马可尼在英国康沃尔郡用无线电传输莫尔斯电码的字母“S”,并在纽芬兰的圣约翰港成功接收到信号,从而揭开了无线电传输的历史。然而,另一个同样重要的事件,加拿大发明家雷金纳德?奥布里。费森登的伟大发明经常被忽视和遗忘:1906年12月24日,平安夜9点,费森登成功地通过无线电从马萨诸塞州的布兰特罗克向新英格兰海岸的船只传送声音和音乐。

费森登亲自主持了广播。在宣布节目内容后,他首先用“翻译电话”播放了一段亨德尔的音乐。这也同时产生了两个记录:第一个无线电广播和广播内容的第一个记录。(译者注:ediphone是一种集成录音和回放功能的留声机。见http://www . johansloldradio . se/gramo phones/EDI phone . htm)。接下来,作为一名出色的小提琴手,费森登演唱了一首经典的圣诞夜老歌:“哦,好极了”。接下来是他的妻子海伦·费森登和他的秘书本特小姐朗读路加福音的部分内容,但是他们太紧张了,不敢在麦克风前讲话。费森登不得不接管迈克,宣布广播结束,并祝观众圣诞快乐。与此同时,他也希望观众能给他写信,解释他们是从哪里收到广播的。

观众的回答证明费森登成功地发明了无线电广播。与马可尼的无线莫尔斯电码传输和接收不同,这是一个真实的广播,与我们仍然使用的调幅广播没有本质区别。他无疑是无线电广播的发明者,应该享有极大的荣誉和奖励。然而,令人遗憾的是,他的成就从未得到真正的承认。他的专利让许多发明家和公司变得富有,但他自己却没有得到足够的回报。直到今天,这位杰出的加拿大发明家在加拿大百科全书中没有特别的条目。他只是作为他的母亲(克莱门蒂娜?费森登的四个儿子中的一个创建了加拿大帝国日,他被简要地提到:“无线电电话、无线电罗盘和外露机枪子弹的发明者,他还在北美发明了第一台电视机(1919)”。

费森登于1866年出生在魁北克的希尔布鲁克。他在魁北克的主教学院接受了大学教育。在此期间,他的兴趣逐渐转向电子方面。18岁时,他决定中止在毕晓普的学业,去美国做他最喜欢的电子工作。他一度成为爱迪生的首席化学家,然后去西屋电气公司工作。西屋公司老板西屋公司对他的智慧印象深刻,当他离开公司成为宾夕法尼亚大学电子系主任时,西屋公司仍然允许他继续使用西屋公司的仪器和设备进行研究。在这样的条件下,费森登学习了赫兹的电磁波理论。赫兹发现电磁波可以穿过墙壁。当时,许多人都在关注赫兹的研究,希望莫尔斯的电报设备能通过无线电实现。这些年轻发明家之间正在进行一场竞赛,费森登就是其中之一。

1896年,马可尼成功地在英国的索尔兹伯里平原进行了电报传输,并因这项专利技术从英国*获得了76000英镑。看到马可尼走在他前面,费森登非常沮丧。为了放松,他来到安大略省的彼得伯勒。尽管那里风景优美,费森登一点也没有心情——他绞尽脑汁设计无线电传输,但他想不出任何好主意。一天,他继续呆呆地看着湖水,下意识地往水里扔石头。湖面上的涟漪突然照亮了他的眼睛:如果声音可以像湖面上的涟漪一样通过无线电波持续传播,会有什么效果?

九年后,费森登会知道他选择了正确的道路。但是那时,他只能在路上行走而看不到目标。在未能竞争麦吉尔大学的教学职位后,他回到宾夕法尼亚大学疯狂地为自己的新想法工作。有一次,他的助手不小心卡住了实验装置上的发送按钮,装置的蜂鸣器通过无线电被发送到费森登所在的另一个房间。这一现象极大地启发了费森登,他认为既然哔哔声可以通过无线电传输,人类的声音当然可以被使用。他设想,如果用声音来控制一个频率很高的无线电波,那么这个波就可以携带声音信息在接收端传播和接收。接下来,只要设计一种设备来将声音信息从高频载波中分离出来,人们就能听到声音!费森登知道,凭借他在爱迪生和西屋公司工作时积累的电子经验,他可以制造一台发电机来产生这种高频电波。一旦有足够稳定的无线电波,他就能让声音和音乐在空气中传播。然而,他需要足够的钱和足够的时间来完成设计。为了证明他的理论,他必须放弃大学工作,致力于自己的发明。

在宾夕法尼亚大学工作期间,费森登设计了一种电报设备。为了赚钱,他把设备卖给了联邦气象局。与此同时,他承诺,只要气象局允许他使用发电机,他就可以为气象局设计无线发射器和接收器,并实施他的其他电路理论。他的莫尔斯电报机仍然使用老式的慢速发电机,但是费森登成功地说服了他的新雇主,一个更快更好的发电机将为联邦*带来更好的服务。值得一提的是,在与联邦气象局的最终协议中,有人指出,费森登将保留自己的设计和发明的所有权。

“无线电广播之父”雷金纳德·费森登出生

费森登的高频交流发电机是整个无线发射机的能源。

费森登的新实验室位于波托马克河边的一个岛上,为了便于实验,在离弗吉尼亚州阿灵顿50公里的地方建了一个接收站。在那里,他和他的助手用一台新的发电机替换了他的电报发射机,并在发射机上安装了一个麦克风。1900年12月23日(117年前),实验进入了一个新阶段。“一、二、三、四。埃森,你家在下雪吗?如果你听到了,请给我发一封电报。”对着话筒讲话后,费森登紧张地等待着。过了一会儿,他收到了他助手的电报:“是的,这里正在下雪。”费森登狂喜地在实验笔记本上庄严地写道:“今天下午,在科博岛上,我们通过无线电实现了声音传输。世界上第一个语音传输。”成功的无线电语音传输比第一次跨大西洋无线电电报传输早了将近一年。

联邦气象局对费森登的工作非常满意。他的老板威利斯?摩尔建议他把实验设施搬到北卡罗来纳州的哈特拉斯角。这样,哈特拉斯角、罗诺克镇(注:位于弗吉尼亚州南部)和美国大陆形成了一个100英里的三角形,这有利于费森登的下一个实验。但是在这个想法实现之前,令人震惊的消息传来了:1901年12月12日,马可尼成功地实现了从英国到纽芬兰的跨大西洋无线电报传输。费森登超越马可尼的梦想再次失败。更糟糕的是,联邦气象局突然撤销了之前与费森登共享专利的承诺,双方关系开始紧张。费森登试图向美国总统上诉,但失败了。1902年8月,他悲伤地辞掉工作,和家人一起搬到了百慕大。

缺少实验资金的费森登又开始四处寻找资金。他首先成立了加拿大*。尽管加拿大*此前曾慷慨赞助马可尼的无线电报实验,投入了8万元人民币,但这次他们还是勒紧了钱包。绝望中,他回到了美国。在两位富有的商人凯文和沃克的支持下,他在匹兹堡成立了自己的公司——国家电信号公司。他在纽约附近的海湾建立了两个无线电基站。不久之后,他在纽约、费城和华盛顿建立了三个新的基站。

尽管在研究道路上有许多挫折,费森登此时已经在莫尔斯电码无线传输领域取得了巨大的成就,他创办的公司也拥有许多专利。他被公认为世界级的科学家。但与同样出名的马可尼相比,费森登更像是荆棘路上的孤独者。虽然马可尼的海外无线传输受到几乎所有人的高度追捧,但费森登坚信马可尼的设备是基于无线电波的反复切换,这种传输方式存在固有缺陷,无法达到良好的传输效果。他认为,人们之所以采用这种基于开关的传输方法,只是因为他们无法想象无线电能以这样的方式传输:连续的无线电波携带要传输的内容,它们在接收端彼此分离,只留下传输的内容——是的,这听起来太复杂了,难以实现。然而,凭借他深厚的数学基础,费森登敏锐地捕捉到了这个奇妙想法的意义,并找到了实现它的方法。他独自行走。

NEC的下一个目标是分别在波士顿附近的布兰特洛克和苏格兰的汉尼拔马戏团建造无线电发射塔,用于跨大西洋无线电传输实验。虽然加拿大*以前没有给过费森登任何财政援助,但这位爱国科学家仍然希望这种跨洋传播能够以加拿大的名义而不是美国的名义实现。为此,1906年7月20日,在罗伯特?在波顿爵士和其他人的帮助下,费森登成立了一家名为“费森登无线电报公司”的加拿大公司。加拿大的问题已经解决了,但苏格兰似乎有一些麻烦:马戏团城市汉尼拔的发射台甚至不能接收非常近距离的信号。费森登非常生气,但他坚信他的传播理论不是问题。失败的原因只是一些技术问题。他派他最好的工程师阿姆尔去苏格兰解决这个问题。他留在美国,等待和整理他的300多项专利的手稿。

此时,费森登已经了解到天气因素对无线电传输有影响。经过反复探索,他发现寒冷的夜晚是最适合传输的,如果传输是在白天,温度相对较高,信号质量会变得很差。他静静地等待合适的天气到来。1906年1月3日晚上,天气寒冷,这是一个理想的日子。费森登校准了他的传输设备,并开始了另一个莫尔斯电码传输实验。这一次,他收到了来自苏格兰的回复:“布兰特·洛克,你的信号已经收到了。声音响亮而清晰。”这一成功的传输表明,他已经实现了一个跨大西洋的无线电发射机,它与马可尼的一样,但更可靠,噪音更低。发射途径的问题已经解决,费森登离实现他的目标越来越近了。唯一美中不足的是,发射器仍然无法抵御恶劣天气的影响,并且在第二年春天无法正常工作。费森登不得不继续等待。

当寒冷黑暗的秋夜再次降临时,实验继续进行。11月的一天,费森登收到了一封来自苏格兰的阿姆尔的信:“今天早上4点,我开始听布兰特·罗克发来的电报。令人惊讶的是,我听到的不是报纸的滴答声,而是斯坦先生教工人如何使用发电机的声音。我只是认为这是一种幻觉,因为斯坦先生在普利茅斯。但后来我确信那是斯坦的声音,就像他在隔壁房间说话一样清晰。

费森登疯狂地检查了他所有的实验记录,令他满意的是,他实际上已经实现了一种可以在海洋中传输声音的设备。这真是一个愉快的事故。然而,没有运气和运气这样的东西。接下来的事故是一个彻底的打击:1906年12月6日,一场大雨摧毁了苏格兰的无线电接收塔。

另一个更大的打击等待着费森登。他发现马可尼已经从加拿大*那里获得了建立一个广播电台的专有权。费森登感到愤怒和失落:马可尼作为意大利人,不仅得到了加拿大*的财政支持,还获得了*的独家授权;我是加拿大人,但我得不到任何支持。这一击坚定了他前进的决心。他必须向全世界和加拿大*证明,他是无线电的真正发明者。

他与联合水果公司签署了一项协议。该公司的业务是将香蕉从波多黎各运输到美国。为了便于管理,他们在船上安装了无线电系统。费森登计划给船上的朋友送一份特别的圣诞礼物。他告诉船上的无线电操作员在平安夜要多加注意,“一些特别的事情”会出现。9点整,接线员听到了布兰特·罗克发来的熟悉的莫尔斯电码“C.Q”。之后,奇迹般地,他们听到了费森登的声音。

在那个寒冷的冬夜,费森登知道他给全世界带来了最好的圣诞礼物。他不用电线,就能把人类的声音传送到很远的地方。此时此刻,整个世界都在他的脚下。

费森登没有得到整个世界。在接下来的日子里,为了让他的发明得到全世界的认可,为了从窃取他专利的合伙人那里得到他应得的补偿,他不停地奔跑。他已经多次回到加拿大,但再也没有在那里定居过。最后,他在百慕大去世,离开时没有亲戚朋友。那些屈尊承认他成就的美国人在书中称他为“美国的马可尼”,但他从未有机会读过这些书。也许,这是一种运气。

“无线电广播之父”雷金纳德·费森登出生

费森登的墓碑

附录:费森登拥有的部分专利

(引用来源:http://radiocom.net/Fessenden)

硅合金——美国专利。第454,494号(1891)

x光发生器的设计和制造-美国专利。第648,660号(1900年)

调幅理论——美国专利706,738 (1902)、706,739 (1902)、706,740 (1902)、1,050,441 (1913)、1,050,728 (1914)

整流器——美国专利。编号:706,736 (1902)

F型交流发电机-美国专利。编号:706,737 (1902)

电弧振荡器——美国专利。编号:706,742 (1902)

无线电话——美国专利。编号:706,747 (1902)

复用技术——美国专利715,203 (1902)、727,326 (1903)、981,406 (1911)

尖端接触整流器-美国专利。编号:727,327 (1903)

基于电解溶液的信号检测器-美国专利。编号:727,331 (1903)

垂直天线——美国专利。编号:793,651 (1905)

静电干扰消除器-美国专利。918,306 (1909)、918,307 (1909)号定向天线阵列——美国专利。编号1,020,032 (1912)

三维停车场——美国专利。第1,114,975号(1914)

内燃机——美国专利。第1,132,465号(1915)

声波发生器——美国专利。第1,207,387 (1916)、1,207,388 (1916)、1,311,157 (1916)、1,108,895 (1914)、1,277,562 (1918)、1,384,855 (1920)号

水下信号产生和检测——美国专利1,348,556 (1920)、1,348,828 (1920)、1,348,855 (1920)、1,429(今日历史)497(1922)

水下定向信号生成——美国专利。编号:1,348,856 (1920)和1,355,598 (1920)

船舶定位——美国专利号1,319,145 (1919)

回声探测仪——美国专利。第1,217号,(历史上的今天)。585(1917)

使用声波的矿物勘探-美国专利。第1,240,328号(1917)

储能,内燃机-美国专利。第1,214,531 (1910),1,247号,[

炮火的位置——美国专利。第1,341,795号(1920)

基于微型摄影的文件存储——美国专利1,616,848 (1927),1,732,302 (1929)

除了上述专利之外,费森登还在以下领域做出了重大贡献:用于军舰的涡轮发电驱动器、电绝缘胶带和水声设备。