Історія виникнення радіо розпочинається з 1878 року, коли англійський вчений Джеймс Клерк Максвелл сформулював теоретичні засади радіо.
Радіо — методи та засоби, призначені для бездротового передавання, приймання або одночасного передавання та приймання інформації на відстані. Носієм інформації (себто повідомлення апріорі невідомого) є електромагнітна хвиля радіочастотного діапазону (радіохвиля), далі в тексті — ЕМХ. Наприклад, якщо кинути камінь у воду, то інформацію про це ми отримаємо за рахунок поширення водяних хвиль навкруги від місця падіння каменя. Так саме поширюються у просторі ЕМХ.
Вступ Виникнення радіо (раннього радіо) було результатом еволюційного розвитку науки і техніки, кропіткої праці вчених, інженерів, техніків, ентузіастів протягом століття. Тому є некоректним питання про відкриття, винахід чи іншу форму персонального авторства радіо.
Альтернативні види зв'язку До виникнення радіо, була значна кількість досліджень, патентів та практичних застосувань стосовно існуючого на той час електричного телеграфу, де один або обидва дроти, що з'єднували телеграфні апарати, замінювали навколишнім середовищем: землею, водою, атмосферою. Такий телеграф називали бездротовим, а дослідники використовували електричну провідність навколишнього середовища замість з'єднувальних дротів. Ці методи не набули подальшого розвитку через порівняно малу відстань зв'язку. Хоча деякі використовуються до цього часу, як наприклад індуктивний зв'язок для малих відстаней та, деколи, для запобігання надлишкових радіовипромінювань за межі об'єкту. Це маловживані види зв'язку.
1837 року німецький фізик використав лише один дріт для телеграфу, а замість другого провідника використовувалась земля. Для цього другий дріт телеграфних апаратів був з'єднаний із закопаними в землю металевими пластинами. У пресі одразу з'явились «ідеї» про заміну й першого дроту також землею і т. ін. 1879 року американський фізик Е. Долбер використовував провідність землі для телефонного зв'язку на відстані у чверть милі.
У середині 1880 років американський винахідник Томас А. Едісон винайшов електромагнітну індукційну систему бездротового телеграфного зв'язку, що працювала на відстані до 600 м, між рухомими потягами та дротами телеграфних ліній, які облаштовувались паралельно до залізничних колій. Ця система зв'язку була використана під час Великої снігової бурі в Америці у 1888 році, коли велика кількість потягів не мала змоги пересуватися через снігові заметілі. 1891 року Т. Едісон запатентував електростатичну індукційну систему зв'язку між морськими суднами.
Індукційними системами передачі займався також американець Семюел Ф. Б. Морзе. Англійський фізик Вільям Г. Пріс застосовував індукційну систему 1892 року для зв'язку в Брістольському каналі на відстані 5 км. Однак його система мала значну ваду, бо довжина передавальної та приймальної антен була сумірною з відстанню зв'язку. Були також дослідники, які використовували атмосферну електрику для здійснення зв'язку.
Термінологія, патентне протистояння Термін «радіо» (в контексті приймання та передавання ЕМХ) увів Едуард Бранлі 1890 року, а 1903 року Міжнародна конференція з бездротового зв'язку ввела термін «радіотелеграфія». Але ще задовго до цього та й після використовувались похідні терміни: грозовідмітник, розрядовідмітник, радіоприймач, бездротовий зв'язок та телеграфія, радіосигналізація, радіотелеграф т. і. Це створювало плутанину, різні сприйняття, думки, публікації тощо, через суб'єктивне, не фахове трактування процесів радіо, особливо якщо цим займались журналісти, письменники, історики та інші, тобто люди безумовно творчі, але досить далекі від радіо .
Інколи це відбувалось цілеспрямовано, як у випадку штучного протистояння «Попов проти Марконі». Чого вартий висновок російської «наукової» комісії Ореста Хвольсона, яка після смерті Олександра Попова, ухвалила рішення про визнання його винахідником радіо «по справедливості». Все це було, ймовірно, з метою відокремлення Росії від дії патентів Марконі, за які потрібно було б сплачувати значні кошти при використанні засобів радіо. Ну а комуністичний режим використовував це для пропаганди першості «винаходу, відкриття» радіо — щоб бути «…впереди планеты всей (рос.)». До речі подібне «патентне» протистояння було між Гульєльмо Марконі та Ніколою Тесла, .
Інформаційна оцінка засобів радіо Для однозначної, неупередженої оцінки процесів у засобах радіо та визначення їх призначення, існує об'єктивний універсальний параметр радіо. Це електромагнітна хвиля (ЕМХ), яка є джерелом або носієм інформації. Використання інформаційної ознаки, дозволяє уникнути суб'єктивізму трактування існуючих на той час багатозначності термінів, призначень та застосувань засобів радіо. Критерієм (основною ознакою, правилом) виникнення радіо є хронологічна поява практично виконаних, функційно завершених, публічно продемонстрованих засобів радіо, в залежності до їхнього призначення за інформаційною ознакою (ЕМХ):
- І. Приймач ЕМХ (радіоприймач, приймач, грозовідмітник, розрядовідмітник, реєстратор блискавок та іскор) — пристрій для приймання (реєстрації) ЕМХ. Інформацією був факт приймання (отримання) ЕМХ. На початку використовувались природні джерела ЕМХ — блискавки. Розряд блискавки створював ЕМХ, що поширювалась навкруги та приймалась приймачем ЕМХ.
- ІІ. Прийомопередавач ЕМХ — власне два пристрої: один для передавання, другий для приймання ЕМХ (без сенсової інформації). Інформацією був факт приймання ЕМХ, переданих передавачем. В пристроях передавання (передавачах) використовувалась модель блискавки — формувались іскри довжиною від кількох до десятків сантиметрів, штучні «міні-блискавки», що створювали ЕМХ.
- III. Радіотелеграф — прийомопередавач електромагнітних хвиль, у які при передаванні закладалась сенсова інформація, в основному у вигляді азбуки Морзе. Інформацією був факт приймання ЕМХ із сенсовою інформацією, переданих передавачем. Тобто, здійснювалось приймання переданої азбуки Морзе.
- IV. Радіосистема (радіотехнічна система, система) — виникла на основі подальшого розвитку радіотелеграфу. Система радіокерування — одна з перших радіосистем безпровідного, дистанційного керування об'єктами. В системі радіокерування використовувався радіотелеграф для передавання інформації про команди керування та для приймання цих команд, що приводять в дію виконавчі механізми на керованому об'єкті.
Дослідження атмосферної електрики Дослідники атмосферної електрики на ті часи ще не знали про існування ЕМХ. Вони вивчали невідоме в науковому плані явище — блискавки, в основному для запобігання їх руйнівної та небезпечної для живих організмів дії. Одним із перших, хто досліджував електричну природу блискавок (природних джерел ЕМХ), був відомий американський учений Бенджамін Франклін. 1750 року він опублікував роботу, в якій пропонував використовувати повітряного змія для проведення дослідів. 1752 року цей експеримент здійснили, незалежно один від одного, французький учений Томас-Франсуа Толібард та Б. Франклін, який був електрично ізольований від землі для запобігання враженню блискавкою. Ці дослідження були досить небезпечними, так російський вчений 1753 року загинув від ураження кульовою блискавкою .
Італійський вчений Луїджі Гальвані 1780 року дослідив, що електрична іскра на відстані викликає скорочення м'яза препарованої жаби, до якого торкався скальпель. Протягом наступних 11 років «у вільний від роботи час» Луїджі проводив дослідження впливу електричних іскор на препаровані м'язи тварин, що були дуже чутливими до дії іскор. Джерелом іскор він використовував індукційну машину, тобто джерело ЕМХ.
Для приймання (реєстрації) іскор Л. Гальвані сконструював переносний прилад (приймач ЕМХ). Для збільшення дальності дії іскор, він у приймачі застосував антену, названу ним «провідне тіло, нервовий провідник» та заземлення — «м'язовий провідник», приєднані до препарованого м'яза. Проведені експерименти показали, що дія іскор однакова по колу і вона зникає при встановленні електропровідних предметів (екранів) перед приймачем. Потім Гальвані провів експерименти з дослідження атмосферної електрики, використавши свій прилад.
Проведені дослідження показали вплив блискавки, що також є велетенською електричною іскрою, на «радіоприймальний» пристрій із біологічним чутливим елементом. Таким чином було втілено ідею Л. Гальвані, яка була результатом його праці та праці його попередників, зі створення пристрою для реєстрації блискавок та електричних іскор, відповідно до теперішньої термінології — радіоприймача для приймання (реєстрації) імпульсних затухаючих ЕМХ. Пристрій складався з антени та заземлення, між якими було ввімкнено чутливий елемент реєстратора, тобто ця схема стала аналогом схеми найпростішого радіоприймача з когерером або з діодним детектором.
Попри те, що автор як антену закинув кусок залізного дроту на дах, для заземлення занурив шмат дроту в криницю, а як чутливий елемент (замість когерера чи вакуумного або напівпровідникового діодного детектора) використав м'яз препарованої жаби, який скорочувався під дією іскри або блискавки та кивав жаб'ячою лапкою, забезпечивши таким чином візуальну реєстрацію ЕМХ, ідея була успішно реалізована. Людство отримало першого радіоприймача (приймач ЕМХ, реєстратор блискавок), а з врахуванням використання для досліджень штучного джерела ЕМХ, — то ще й першого прийомопередавача. 1791 року Л. Гальвані описав проведені досліди в книзі.
У 1866—1872 роках американський дослідник проводив досліди з атмосферною електрикою, Для цього використовував двох повітряних зміїв з антенами однакової довжини, кожна була послідовно з'єднана з заземленням через гальванометр. При розмиканні однієї з антен відхилялась стрілка гальванометра в колі другої антени. В 1868 році Луміс продемонстрував свій дослід на відстані 22 км. Висота антен була близько 200 м. 1872 року він отримав перший у світі патент на бездротовий телеграф.
У 1870—1872 роках американський дослідник Вільям Вард вивчав атмосферну електрику для здійснення радіотелеграфного зв'язку.
Дослідження електромагнетизму 1820 року данський вчений Ганс Крістіан Ерстед під час демонстрації студентам досліду звернув увагу, що проходження струму по провіднику який випадково лежав на компасі, викликало відхилення магнітної стрілки. Це був перший експериментальний доказ зв'язку між електричним та магнітним полем. 1829 року американський вчений Джозеф Генрі встановив, що електричний розряд лейденської банки викликає намагнічування металевої голки на відстані.
1824 року французький вчений Франсуа Араго експериментально довів, а 1831 року англійський учений Майкл Фарадей математично описав явище електромагнітної індукції. Закон Фарадея став пізніше одним із чотирьох рівнянь Максвела. 1845 року Фарадей увів поняття електромагнітного поля. У 1861—1866 роках англійський вчений Джеймс Максвел вивчав електромагнітні хвилі й створив теорію електромагнітного поля (рівняння Максвела). Він показав, що електромагнітні хвилі поширюються в просторі зі швидкістю світла, яке також має електромагнітну природу.
У 1886—1888 роках німецький учений Генріх Герц експериментально підтвердив теорію Максвела. Для цього він сконструював приймач та передавач (прийомопередавач) електромагнітних хвиль. Передавач складався з батареї та іскрової котушки Румкорфа, вторинна обмотка якої була з'єднана з передавальною антеною — симетричним вібратором (вібратором Герца), ближні кінці якого закінчувались металевими кульками (розрядником). Приймач складався з приймальної рамкової антени (металева рамка з розрізом посередині однієї із її сторін). Розріз також був облаштований кульковим розрядником з регульованою відстанню.