Войти
| Реджинальд Фессенден | |
|---|---|
 Портретная фотография Реджинальда Фессендена из журнала Harper's Weekly Magazine, 1903 год | |
| Родился | ( 1866-10-06) 6 октября 1866 г.. Ист-Болтон, Квебек, Канада |
| Умер | 22 июля 1932 (1932-07-22) (65 лет). Бермудские острова (кладбище похороненной церкви Святого Марка) |
| Национальность | канадец и американец |
| Род занятий | Изобретатель |
| Известен | радиотелефонией, сонар |
| Супруг (ы) | Хелен Мэй Тротт Фессенден |
Реджинальд Обри Фессенден (6 октября 1866 г. - 22 июля 1932 г.) был изобретателем канадского происхождения, который большую часть его работы в Соединенных Штатах, а также требовал гражданства США через своего отца, родившегося в Америке. За свою жизнь он получил сотни патентов в различных областях, в первую очередь связанных с радио и сонаром.
. Фессенден наиболее известен своей новаторской работой по разработке радиотехнологий. включая основы амплитудной модуляции (AM) радио. Его достижения включали первую передачу речи по радио (1900 г.) и первую двустороннюю радиотелеграфную связь через Атлантический океан (1906 г.). В 1932 году он сообщил, что в конце 1906 года он также провел первую радиопередачу с развлекательными и музыкальными вещами, хотя отсутствие поддающихся проверке деталей привело к некоторым сомнениям в этом утверждении.
Реджинальд Фессенден родился 6 октября, 1866, в Ист-Болтон, Квебек, старший из четырех детей преподобного Элиша Джозефа Фессендена и Клементины Тренхолм. Преподобный Элиша Фессенден был священником англиканской церкви, и его семья переехала в ряд должностей по всей провинции Онтарио.
В детстве Фессенден посещал ряд учебных заведений. В юном возрасте девяти лет он был зачислен в военное училище ДеВо на год. Затем он посещал школу Тринити-колледжа в Порт-Хоуп, Онтарио, с 1877 года до лета 1879 года. Он также проработал год в Имперском банке в Вудстоке, потому что еще не достиг возраст 16 лет необходим для поступления в колледж. В возрасте четырнадцати лет Bishop's College School в Ленноксвилле, Квебек, которая была вспомогательной школой для Bishop's College и разделяла тот же кампус и здания, предоставила ему степень магистра математики. Таким образом, когда Фессенден был еще подростком, он преподавал математику младшим ученикам (некоторые старше его) в Школе, одновременно занимаясь со старшими учениками в Колледже. В возрасте восемнадцати лет Фессенден покинул Бишоп, не получив ученой степени, хотя он «выполнил практически всю необходимую работу», чтобы занять должность в Институте Уитни на Бермудских островах, где для следующие два года он работал главным и единственным учителем. (Это отсутствие степени могло повредить возможностям трудоустройства Фессендена. Когда Университет Макгилла в Монреале основал электротехнический факультет, его заявление на должность его председателя было отклонено.) Находясь на Бермудских островах, он обручился с Хелен Тротт. Они поженились в сентябре 1890 года и позже у них родился сын Реджинальд Кеннелли Фессенден.
Мемориальная доска Реджинальда Фессендена, расположенная в Остине, Квебек, Канада
Эта доска, расположенная недалеко от места рождения Фессендена, была установлена Советом по историческим местам и памятникам Канады 
В нем содержится обзор его работы по обнаружению телекоммуникаций и подводных лодок Классическое образование Фессендена дало ему лишь ограниченную научную и техническую подготовку. Заинтересованный в повышении своих навыков в области электричества, он переехал в Нью-Йорк в 1886 году в надежде найти работу у известного изобретателя Томаса Эдисона. Однако его первоначальные попытки были отклонены; в своем первом заявлении Фессенден написал: «Ничего не знаю об электричестве, но может быстро научиться», на что Эдисон ответил: «Теперь хватит людей, которые не знают об электричестве». Однако Фессенден настоял на своем и до конца года был нанят на полуквалифицированную должность помощником тестировщика на Edison Machine Works, который прокладывал подземные электрические сети в Нью-Йорке. Он быстро доказал свою ценность и получил ряд повышений с возрастающей ответственностью за проект. В конце 1886 года Фессенден начал работать непосредственно на Эдисона в новой лаборатории изобретателя в Вест-Ориндж, Нью-Джерси в качестве младшего техника. Он участвовал в широком спектре проектов, включая работу по решению задач в химии, металлургии и электричестве. Однако в 1890 году, столкнувшись с финансовыми проблемами, Эдисон был вынужден уволить большинство сотрудников лаборатории, включая Фессендена. (Фессенден оставался поклонником Эдисона всю свою жизнь, и в 1925 году заявил, что «есть только одна фигура в истории, которая стоит на том же уровне, что и он, как изобретатель, то есть Архимед ».)
Используя свой недавний практический опыт, Фессенден смог найти позиции в ряде производственных компаний. В 1892 году он получил назначение профессором недавно сформированного факультета электротехники в Университете Пердью в Вест-Лафайет, Индиана; там он помогал Westinghouse Corporation установить освещение для Всемирной Колумбийской выставки в Чикаго 1893 . Позже в том же году Джордж Вестингауз лично нанял Фессендена на вновь созданную должность заведующего кафедрой электротехники в Западном университете Пенсильвании в Питтсбурге (ныне Университет Питтсбурга).
В конце 1890-х годов стали появляться сообщения об успехе Гульельмо Маркони в разработке практической системы передачи и приема радиосигналы, тогда широко известные как "беспроводной телеграф". Фессенден начал ограниченные радиоэксперименты и вскоре пришел к выводу, что он может разработать гораздо более эффективную систему, чем комбинация передатчика с искровым разрядником и когерера - приемника. который был создан Оливером Лоджем и Маркони. К 1899 году он смог отправлять радиотелеграфные сообщения между Питтсбургом и Аллегейни-Сити (ныне район Питтсбурга), используя приемник собственной конструкции.
Остров Кобб на реке Потомак, место первой успешной радиопередачи речи осенью 1900 года. В 1900 году Фессенден покинул Питтсбург, чтобы работать в Бюро погоды Соединенных Штатов с целью демонстрация практичности использования береговых станций для передачи информации о погоде, что позволяет избежать расходов на существующие телеграфные линии. Контракт предусматривал, что ему будут платить 3000 долларов в год, а также предоставить ему рабочее место, помощь и жилье. Фессенден сохранял право собственности на любые изобретения, но соглашение также давало Бюро погоды право безвозмездно использовать любые открытия, сделанные в течение срока действия контракта. Фессенден быстро добился значительных успехов, особенно в конструкции приемника, поскольку он работал над разработкой звукового приема сигналов. Его первоначальный успех пришел из изобретения детектора барреттера. За ним последовал электролитический детектор, состоящий из тонкой проволоки, смоченной в азотной кислоте, которая на следующие несколько лет установила стандарт чувствительности в радиоприеме.
По мере продвижения своей работы Фессенден также разработал принцип гетеродина, который использовал два близко расположенных радиосигнала для создания звукового сигнала, который значительно облегчил передачу кода Морзе слышать. Однако гетеродинный прием не стал бы практичным в течение десятилетия после его изобретения, потому что он требовал метода для получения стабильного локального сигнала, который не стал бы доступным до разработки первой колебательной вакуумной лампы.
Фессендена. Работы Бюро погоды проводились на острове Кобб, штат Мэриленд, расположенном в реке Потомак примерно в 80 километрах (50 миль) ниже по течению от Вашингтона, округ Колумбия. По мере расширения экспериментов были построены дополнительные станции вдоль Атлантического побережья в Северной Каролине и Вирджинии. Однако в разгар многообещающих достижений Фессенден оказался втянут в споры со своим спонсором. В частности, он заявил, что глава бюро Уиллис Мур пытался получить половину доли патентов. Фессенден отказался подписать права, и его работа в Бюро погоды закончилась в августе 1902 года.
Реклама компании 1905 года В ноябре 1902 года два богатых Питтсбург, Бизнесмены из Пенсильвании, Хей Уокер-младший и Томас Х. Гивен, профинансировали создание Национальной компании электрической сигнализации (NESCO) для поддержки исследований Фессендена. Первоначально новая компания базировалась в Вашингтоне, округ Колумбия, где была построена станция для экспериментальных и демонстрационных целей. Две дополнительные демонстрационные станции были построены в Коллинсвуде, Нью-Джерси (около Филадельфии) и Джерси-Сити, Нью-Джерси (около Нью-Йорка). В 1904 году была предпринята попытка связать заводы General Electric в Скенектади, штат Нью-Йорк, и Линне, штат Массачусетс, на расстоянии 185 миль (300 км), однако эта попытка не увенчалась успехом.
Попытки продать оборудование Правительства США и других стран, а также частные компании добились небольшого успеха. Постоянным конфликтом, особенно с ВМС США, были высокие цены, которые Фессенден пытался установить. Военно-морской флот, в частности, посчитал, что расценки Фессендена намного превышают затраты на производство устройства, чтобы считаться разумными, и заключил контракты с другими компаниями на производство оборудования, использующего конструкции Фессендена. Это привело к плохим настроениям и серии судебных исков о нарушении патентных прав. Альтернативный план продажи компании в целом не помог найти покупателя. Со временем произошло радикальное изменение ориентации компании. В 1904 году было решено составить конкуренцию существующим океанским кабелям, установив трансатлантическую радиотелеграфную связь. Штаб-квартира компании была перенесена в Брант-Рок, Массачусетс, который должен был стать западным терминалом для предлагаемой новой услуги.
План состоял в том, чтобы провести трансатлантическую услугу с использованием разработанных Фессенденом поворотных передатчиков с искровым разрядником. Антенна с растяжками длиной 420 футов (128 метров) была построена в Брант-Рок, аналогичная башня была возведена в Махриханиш в западной Шотландии. В январе 1906 года эти станции осуществили первую успешную двустороннюю передачу через Атлантику, обмениваясь сообщениями кода Морзе. (В то время у Маркони была только односторонняя передача.) Однако система не могла надежно преодолевать это расстояние, когда восходило солнце или в летние месяцы, когда уровни помех были выше, поэтому работа была приостановлена на более позднее время. год. Затем, 6 декабря 1906 года, Махриханишская радиомачта рухнула во время шторма, внезапно прекратив трансатлантический проект до того, как он смог начать коммерческую эксплуатацию. (В подробном обзоре в журнале «Engineering» обвинили в обрушении нестандартное строительство из-за «того, как соединения были выполнены человеком, нанятым для этой цели субподрядчиками, которым эти работы были поручены Brown Hoisting Machinery. Company »и« Единственное чудо в том, что башня не падала раньше ».)
В письме, опубликованном в журнале Scientific American от 19 января 1907 года, Фессенден не учитывал эффект обрушения башни, заявляя, что «Однако работы до даты аварии были настолько успешными, что директора Национальной компании электрической сигнализации решили, что дальнейшие экспериментальные разработки не нужны, и разрабатываются спецификации для возведения пять станций для выполнения трансатлантических и других кабельных работ, а в Англии подана заявка на коммерческое разрешение ". Однако обрушение башни на самом деле означало конец трансатлантических усилий NESCO.
Брант-Рок, штат Массачусетс
Передатчик генератора, используемый для передачи звука (1906 г.) 
Передатчик с вращающимся искровым разрядником (примерно 1906 г.), используемый для радиотелеграфной связи 
Открытка (примерно 1910 г.) Радиовышка Брант-Рок высотой 420 футов (128 метров) 
Хотя башня была снесена в 1917 году, утепленная основа, на которой она стояла, сохранилась. Слои бетона изначально были разделены керамическими изоляторами. Фессенден очень рано интересовался возможностью передачи звука по радио, в отличие от ранних передач с искровым разрядником, которые могли только передавать Сообщения с кодом Морзе. Еще в 1891 году он исследовал передачу переменных токов различной частоты по телеграфным линиям, чтобы создать мультиплексную телеграфную систему. Позже он применил знания, полученные о настройке и резонансе из своей работы с электричеством переменного тока, к токам более высокой частоты, используемым в радио, чтобы разработать концепцию непрерывных радиосигналов.
Основной подход Фессендена был раскрыт в патенте США 706737, на который он подал заявку 29 мая 1901 года и был выдан в следующем году. Он призывал к использованию высокоскоростного генератора переменного тока (называемого «динамо-машина переменного тока»), который генерировал «чистые синусоидальные волны» и производил «непрерывную серию лучистых волн практически одинаковой силы», или, в современной терминологии, передатчик непрерывного излучения (CW). Идея использования непрерывных радиосигналов находилась в прямом противоречии с нынешним ортодоксальным мнением о том, что резкий «хлыстовой» эффект, создаваемый большими электрическими искрами, был необходим для создания достаточно сильных сигналов. Джон Амброуз Флеминг, сотрудник Маркони, особенно пренебрежительно отозвался в своей книге «Принципы электроволновой телеграфии», подробном обзоре современного состояния техники, опубликованной в 1906 году.Рассматривая патент Фессендена, он писал, что «создание электрической волны, по-видимому, связано с определенной внезапностью начала колебаний, и генератор переменного тока, дающий простую синусоидальную кривую, вряд ли даст требуемый эффект...» (с точки зрения Фессендена В конечном итоге это утверждение исчезло из издания книги 1916 года.) Следующим шагом Фессендена, взятым из стандартной практики проводного телефона, было вставить простой угольный микрофон в линию передачи, который использовался для модуляции сигнал несущей для аудиопередач или, опять же, используя современные термины, используемый для выработки амплитудно-модулированных радиосигналов (AM).
Фессенден начал свои исследования аудиопередач еще на острове Кобб. Поскольку у него еще не было передатчика непрерывного излучения, сначала он работал с экспериментальным передатчиком «высокочастотной искры», пользуясь тем фактом, что чем выше частота искры, тем ближе передача искрового разрядника к генерации непрерывных волн.. Позже он сообщил, что осенью 1900 года он успешно передал речь на расстояние около 1,6 км (одну милю), что, по-видимому, было первой успешной передачей звука с использованием радиосигналов. Однако в то время звук был слишком искажен, чтобы быть коммерчески практичным, хотя в качестве теста это действительно показало, что с дальнейшими усовершенствованиями станет возможно эффективно передавать звуки по радио.
Какое-то время Фессенден продолжал работать с более сложными высокочастотными датчиками искры, включая версии, использующие сжатый воздух, которые начали приобретать некоторые характеристики преобразователей дуги, запатентованных Вальдемаром Поульсеном. Фессенден безуспешно пытался продать эту форму радиотелефона, позже отмечая: «В 1904 году с искрой частотой 20000 и зазором сжатого азота были получены такие хорошие результаты, что была проведена демонстрация нескольких инженеров-электриков, которые подписали письменные показания, которые они сочли сочленение было коммерчески хорошим на расстоянии более двадцати пяти миль, и наборы были объявлены для продажи... »(В обзоре 1908 года он признал, что при таком подходе« трансмиссия, однако, все еще не была абсолютно идеальной »)
Конечный план Фессендена для аудиопередатчика состоял в том, чтобы взять базовый электрический генератор переменного тока, который обычно вращался со скоростью, производящей переменный ток не более нескольких сотни циклов в секунду (Гц ), и значительно увеличить скорость его вращения, чтобы создать электрические токи в десятки тысяч циклов в секунду (кГц), тем самым обеспечивая устойчивую непрерывную -передача волны при подключении к антенна. Однако потребуется много лет дорогостоящих разработок, прежде чем будет готов даже прототип генератора переменного тока-передатчика, и еще несколько лет, прежде чем станут доступны версии с высокой мощностью. Одна проблема заключалась в том, может ли генератор на таких высоких скоростях разрушиться из-за разрыва его на части из-за высокой скорости вращения. Из-за этого в качестве меры предосторожности при первоначальной разработке генератора его поместили в яму, окруженную мешками с песком.
Фессенден заключил контракт с General Electric (GE) на помощь в проектировании и произвести серию высокочастотных генераторов-передатчиков. В 1903 году Чарльз Протеус Штайнмец из GE представил версию 10 кГц, которая, как оказалось, использовалась ограниченно и не могла быть напрямую использована в качестве радиопередатчика. Запрос Фессендена на более быстрое и мощное устройство был поручен Эрнсту Ф.В. Александерсону, который в августе 1906 года представил улучшенную модель, которая работала на частоте передачи примерно 50 кГц, хотя и с гораздо меньшей мощностью, чем роторный двигатель Фессендена. искровые преобразователи.
Генератор-передатчик достиг цели передачи качественных аудиосигналов, но отсутствие какого-либо способа усиления сигналов означало, что они были несколько слабыми. 21 декабря 1906 года Фессенден провел обширную демонстрацию нового генератора-передатчика в Брант-Рок, продемонстрировав его полезность для беспроводной телефонной связи точка-точка, включая подключение своих станций к проводной телефонной сети. В рамках демонстрации речь была передана на расстояние 18 километров (11 миль) до места прослушивания в Плимуте, штат Массачусетс. Подробный обзор этой демонстрации был опубликован в The American Telephone Journal, а резюме Фессендена - в Scientific American. Часть отчета, подготовленного Гринлифом У. Пикардом из бостонского офиса телефонной компании, который включает дополнительную информацию о некоторых все еще существующих дефектах, появилась в статье Эрнста Румера «Беспроводная телефония в теории». и практика.
Хотя в первую очередь предназначены для передач на расстояние нескольких километров, в несколькихПроверено 15 февраля 2013 г.
