| Reginald Aubrey Fessenden | |
|---|---|
| Reginald Aubrey Fessenden | |
| Fødselsdato | 6. oktober 1866 |
| Fødselssted | East Bolton, Quebec , Canada |
| Dødsdato | 22. juli 1932 (65 år) |
| Et dødssted | Bermuda |
| Land | Canada |
| Videnskabelig sfære | opfinder , radiopioner |
| Arbejdsplads | |
| Alma Mater | |
| Studerende | Edward Bennet [d] [1] |
| Præmier og præmier |
IEEE Medal of Honor (1921) John Scott Medal (1922) |
| Mediefiler på Wikimedia Commons | |
Reginald Aubrey Fessenden ( eng. Reginald Aubrey Fessenden ; 6. oktober 1866, East Bolton, Quebec , Canada - 22. juli 1932, Hamilton , Bermuda ) - canadisk og amerikansk opfinder, kendt for sit arbejde i de tidlige stadier af udviklingen af radio .
Hans arv inden for radio omfatter tre væsentlige resultater: den første transmission af lyd via radio (1900), den første tovejs transatlantiske radiokommunikation (1906) og den første radioudsendelse af underholdning og musik (1906).
Reginald Aubrey Fessenden blev født 6. oktober 1866 i East Bolton, Quebec , Canada . Han var den ældste af fire børn af Joseph Elisch Fessenden og Clementine Trenholm Fessenden. Joseph Fessenden var en anglikansk minister i Canada, og i årenes løb flyttede familien fra sted til sted i Ontario. Da han voksede op, blev Reginald en modelelev. I 1877, i en alder af elleve, begyndte han at deltage i klasser på Trinity College i Port Hope, Ontario, og studerede der i to år. Da han var fjorten år gammel, tilbød Bishop College i Lennoxville Reginald en stilling som matematiklærer. På det tidspunkt var Bishop College en skole knyttet til Bishop University, beliggende på samme ejendom og i de samme bygninger. I juni 1878 var der 43 drenge i skolen. Selvom Fessenden stadig var i teenageårene, underviste han allerede i matematik til små børn i skolen, mens han underviste sig selv for studerende på Bishop's University. Det samlede antal studerende ved universitetet i studieåret 1883-84 var femogtyve studerende (alle mænd). Som attenårig forlod Fessenden universitetet uden eksamen, selv om han havde udført stort set alt det nødvendige arbejde. På grund af den manglende eksamen led Fessenden senere, da han søgte job. Da en elektroingeniørafdeling blev oprettet ved McGill University i USA, blev Fessenden ikke godkendt til stillingen som formand for afdelingen, men foretrak en amerikansk kollega med en grad.
I de næste to år arbejdede han som leder og eneste lærer ved Whitney Institute i Bermuda. I løbet af denne tid var han forlovet med Helen Trott [2] . De giftede sig i september 1890 og fik senere sønnen Reginald Kennelly Fessenden.
Fessendens klassiske uddannelse gav ham ikke tilstrækkelig videnskabelig og teknisk uddannelse. Interesseret i at hæve sine kvalifikationer inden for elektroteknik flyttede han i 1886 til New York City i håb om at få et job hos den berømte opfinder Thomas Edison . Som Fessenden senere sagde i sin selvbiografi, fik han ved første forsøg afslag, fordi til hans ord i udtalelsen: "Jeg ved ikke noget om elektricitet, men jeg lærer hurtigt," svarede Edison: "Jeg har nok folk, der forstår intet om elektricitet”. Fessenden blev dog ved og blev inden årets udgang ansat som assisterende tester på Edisons ingeniøranlæg til produktion af udstyr til at lægge underjordiske elektriske netværk. Han beviste hurtigt sit værd og modtog en række forfremmelser med en overgang til mere ansvarligt arbejde. I slutningen af 1886 begyndte Fessenden at arbejde direkte under Edison på det nye forskningslaboratorium i West Orange, New Jersey , som juniortekniker [2] . Omfanget af projekterne var bredt, det var nødvendigt at finde løsninger på problemer inden for kemi, metallurgi og elektricitet. Men i 1890, stillet over for økonomiske problemer, blev Edison tvunget til at fyre det meste af laboratoriepersonalet, inklusive Fessenden [3] .
Med sin rigdom af praktisk erfaring havde Fessenden let ved at finde arbejde i en række fremstillingsvirksomheder, og i 1892 fik han en ansættelse som professor i det nyoprettede afdeling for elektroteknik ved Purdue University i West Lafayette, Indiana, takket være hans hjælp Westinghouse Corp. med at installere belysning på Chicago World's Fair . Fessenden blev personligt rekrutteret af George Westinghouse til den nyoprettede stilling som formand for Electrical Engineering Department ved Western University of Pennsylvania (nutidens University of Pittsburgh ) [4] .
I slutningen af 1890'erne begyndte rapporter at dukke op i pressen om Guglielmo Marconis succes i udviklingen af praktiske radiomodtagere og -sendere. Fessenden besluttede også at eksperimentere på dette område og kom hurtigt til den konklusion, at han kunne udvikle et meget mere effektivt system end gnistgap-senderen kombineret med den koherende modtager, som Oliver Lodge og Marconi brugte. I juni 1900 indgav Fessenden en patentansøgning for en forbedring af valgkredsen, og Nikola Tesla indgav en lignende ansøgning lidt senere den følgende måned [5] .
I 1900 forlod Fessenden University of Pittsburgh og indgik en kontrakt med United States Weather Bureau om at etablere et netværk af kystradiostationer til at transmittere vejrinformation. I henhold til kontrakten havde Vejrbureauet adgang til Fessendens patenter, men han forblev ejeren. Først og fremmest tog han fat på forbedringen af håndsættet og modtageren og nægtede at bruge en koherer med metalspåner som detektor. Barretterdetektoren , han opfandt , indeholdt den tyndeste platinfilament , hvorigennem varmestrømmen fra batteriet og den højfrekvente (HF) strøm fra modtagerantennen blev ført. Et udsnit af strøm-spændingskarakteristikken for barretteren med den maksimale ikke-linearitet blev brugt, hvilket sikrede ensretningen af RF-strømmen. Lavfrekvente ændringer i RF-strømstyrken blev modtaget af øret med en telefonmodtager forbundet i serie i batterikredsløbet. Lidt senere opfandt Fessenden en mere effektiv elektrolytisk detektor . Samtidig udviklede han en heterodyn metode til modtagelse, hvor lydslag skelnes mellem højfrekvente strømme tæt på i frekvens. Imidlertid fandt metoden i første omgang ikke anvendelse på grund af manglen på stabile generatorer af kontinuerlige svingninger [5] .
Først blev arbejdet udført på Cobb Island ( Maryland ), der ligger ved Potomac-floden 48 miles (ca. 80 km) nedstrøms fra Washington. Her den 23. december 1900 udsendte Fessenden, der eksperimenterede med en gnistsender, et lydsignal over en afstand af 1 mil. Lydkvaliteten var dårlig, men muligheden for lydtransmission blev bevist, og for at forbedre kvaliteten begyndte Fessenden eksperimenter med modulering af udæmpede svingninger med et lydsignal [6] [5] .
I 1902 patenterede Fessenden principperne for heterodynmodtagelse og mikrofotografering, et sendergnistgab med luftstråleslukning, en antenneomskifter fra modtagelse til transmission, en antenne (som snart ville blive brugt på stationer, der lavede transatlantisk radiokommunikation) og andre enheder. Hovedpatentet med titlen "Apparat til at transmittere signaler ved hjælp af elektromagnetiske bølger" (US patent nr. 706747) beskrev en talemodulator af en elektrisk maskinsender med en frekvens på 50 kHz [5] . Den brugte en kulmikrofon af et specielt design, forbundet i serie til kredsløbet af den elektriske maskingenerator og antennekredsløbet [6] , designet til passage af RF-strøm op til flere ampere [5] .
Kontraktarbejdet blev udvidet, nye stationer blev bygget langs Atlanterhavskysten i staterne North Carolina og Virginia, og der var planlagt store overskud. Vejrbureauets chef krævede halvdelen af overskuddet fra Fessendens patenter, som var uenige og annullerede kontrakten i august 1902 [5] .
To velhavende Pittsburgh -entreprenører indvilligede i at finansiere Fessendens arbejde på betingelse af, at han listede sine opfindelser på vegne af National Electric Signaling Company (NESCO). En af NESCOs hovedopgaver var at skabe en stabil tovejs transatlantisk trådløs telegrafforbindelse mellem Amerika og England. Til dette formål blev den ene station bygget i Brant Rock (en lille bebyggelse i staten Massachusetts ), den anden - i byen Machrihanish ( Skotland ). Stationerne var udstyret med masteantenner 420 fod (128 m) høje, lavet af stålrør på metalrør. I den øverste del af masten havde en "paraply" - en kapacitiv belastning. Der var monteret isolatorer i fyrene, masten hvilede på en piedestal af vekslende lag af beton og keramik [5] .
I januar 1906 gennemførte Fessenden ved hjælp af sin rotor-gnist-sender den første tovejs transatlantiske radiokommunikation, foran Marconi, som på det tidspunkt kun havde udført envejskommunikation. En offentlig demonstration af den transatlantiske forbindelse for repræsentanter for den potentielle købervirksomhed og journalister fandt dog ikke sted, for på det fastsatte tidspunkt i december 1906 bragte en kraftig storm masten ned i Skotland [5] .
Problemet med at generere kraftige HF-oscillationer i eksperimenter med transmission af et lydsignal blev løst ved hjælp af en elektrisk maskine med vekselstrømsgenerator (generator), men med en højere hastighed og generere strøm med en frekvens på titusinder af kilohertz.
Fessenden indgik en kontrakt med General Electric (GE) om at designe og fremstille en række RF-generatorer. I 1903 introducerede Charles Steinmetz fra GE en 10 kHz generator, der viste sig at være egnet til eksperimenter, men ikke til praktisk brug. Fessendens anmodning om en hurtigere, kraftigere generator blev taget til GE af en ung ingeniør , Ernest Alexanderson , som introducerede sin 50 kHz generator i sommeren 1906, men med lidt mindre kraft end krævet. I august 1906 begyndte Fessenden at teste en sender med en generator [6] , og i efteråret blev generatorens parametre bragt op på 500 W ved en frekvens på 75 kHz.
Den 21. december 1906 blev senderen med en generator i Brant Rock vist til ledere og ingeniører af AT&T , GE, Western Electric , Westinghouse Electric (WHE), inklusive opfinderen E. Thomson , samt korrespondenter for New York-aviser . Muligheden for dens anvendelse til trådløs telefonkommunikation, herunder til at forbinde dele af et kablet telefonnet med hinanden, blev demonstreret. Sammenlignende tests blev også udført på kvaliteten af telefonsignaltransmission via radio og via ledning til byen Plymouth (Massachusetts) i en afstand af 25 km [7] [6] .
Få dage senere fandt yderligere to demonstrationer sted, hvor de første radioudsendelser af musik til et almindeligt publikum blev lavet. (Begyndende i 1904 udsendte den amerikanske flåde daglige tidssignaler og vejrrapporter, men de brugte gnistsendere, og informationen blev transmitteret i morsekode ). Om aftenen den 24. december 1906 juleaftensdag brugte Fessenden en generator til at udsende et kort radioprogram, der indeholdt Xerxes' arie fra Händels Xerxes , sangen " O hellige nat " fremført af ham selv på violinen og en oplæsning fra kl. et stykke fra Bibelen [5] . Den 31. december, nytårsaften, fandt den anden korte udsendelse sted. Det primære publikum for disse udsendelser var et ukendt antal radiooperatører ombord langs Atlanterhavskysten. Selvom disse to udsendelser nu betragtes som en vigtig milepæl i radioens historie, blev de ikke tillagt den store betydning på det tidspunkt og blev hurtigt glemt. Det var først den 29. januar 1932, at Fessenden nævnte dette i et brev til sin tidligere kollega Samuel Kinter. Ingen oplysninger om denne begivenhed blev fundet hverken i skibsjournalerne eller i datidens tidsskrift [8] .
Fessendens tekniske præstationer blev ikke modsvaret af økonomiske succeser. Walker og Given håbede at sælge NESCO til store virksomheder som AT&T , men var ikke i stand til at finde en køber. Fessendens oprettelse af sit Montreal Wireless Company kan have ført til mistanke om, at han forsøgte at blokere Walker og Given som potentielt lukrative konkurrenter. Voksende spændinger mellem Fessenden og virksomhedens ejere førte til, at han blev fyret fra NESCO i januar 1911. Han anlagde til gengæld en retssag for overtrædelse af NESCOs kontrakt. Fessenden vandt retssagen og modtog erstatning, men ejerne af NESCO ankede. For at redde ejendommen gik NESCO konkurs, et juridisk dødvande, der varede i mere end 15 år. I 1917 kom NESCO ud af konkurs og blev snart omdøbt til International Radiotelegraph Company. Det blev købt af Westinghouse i 1920, og året efter blev dets aktiver, herunder Fessendens talrige patenter, solgt til RCA , som også arvede Fessendens retssager. Endelig, den 1. marts 1928, afgjorde Fessenden med RCA og modtog store kontante betalinger.
Efter at Fessenden forlod NESCO, fortsatte Alexanderson med at forbedre generatorer hos General Electric , hovedsageligt med det formål at bruge dem til radiotelegrafi på lang afstand. Han brugte mange år, men han udviklede til sidst en kraftig Alexanderson-generator, der var i stand til at sende et signal over Atlanten. I 1916 var Fessenden-Alexanderson-generatoren mere pålidelig til transatlantisk kommunikation end gnistapparater. Efter 1920 begyndte udbredte radioudsendelser at bruge vakuumrøroscillatorer i stedet for generatorer, men de var baseret på amplitudemoduleret kontinuerlig bølgegenerering, noget som Fessenden hjalp med at mestre fra 1906. I 1921 tildelte Institute of Radio Engineers Fessenden æresmedaljen, og året efter tildelte byen Philadelphia ham John Scott-medaljen og en pengepræmie på $800 for hans opfindelse af "kontinuerlig bølgetelegrafi og telefonkommunikation" og hyldede ham. til ham som "Manden, hvis arbejde har været meget nyttigt."
Selvom Fessenden indstillede sine radioaktiviteter efter at være blevet fyret fra NESCO i 1911, fortsatte han med at arbejde i andre områder. Allerede i 1904 hjalp han med at bygge et kraftværk ved Niagara Falls, mens han arbejdede for Ontario Hydropower Commission.
I USA designet og fremstillede Fessenden en ny type bevægelig-spole-transducer til undervandsekkolokalisering og signalering. I 1914 kunne den nye enhed registrere isbjerge op til 2 miles væk. Fessenden vibratorer, der opererer ved frekvenser på omkring 500 og 1000 Hz, blev installeret på alle amerikanske ubåde under Første Verdenskrig for at sikre udvekslingen af signaler mellem dem, når de var under vand. [9]
Efter udbruddet af Første Verdenskrig tilbød Fessenden sine tjenester til den canadiske regering og blev sendt til London, hvor han udviklede et apparat til at opdage fjendens artilleri. Han udviklede en anden enhed til at søge efter fjendtlige ubåde.
Fessenden blev med tiden ejer af over 500 patenter. Han kunne ofte findes flydende på ryggen i en flod eller sø med en cigar stikket ud af munden og hatten trukket tilbage over øjnene. Derhjemme kunne han godt lide at ligge på tæppet med en kat på brystet. I denne tilstand af afslapning forestillede Fessenden sig, opfandt, banede vejen for nye ideer. Han udviklede en version af mikrofilm , der hjalp ham med at holde kompakte optegnelser over sine opfindelser, designs og patenter. Han patenterede de grundlæggende ideer inden for seismologi , som er vigtig i olieefterforskning. I 1915 opfandt han ekkoloddet , en sonaranordning til at bestemme dybden til et undervandsobjekt ved hjælp af lydbølger. For denne opfindelse modtog han en guldmedalje fra Scientific American i 1929. Fessenden modtog også patenter på sporkugler, personsøgning, fjernsynsapparater, turboelektrisk fremdrift til skibe og meget mere.
Efter at have afgjort en retssag med RCA købte Fessenden et lille hus i Bermuda. Han døde der i 1932, begravet på kirkegården i den lokale kirke St. Mark. New York Herald Tribune skrev i en leder efter hans død:
Det sker nogle gange, selv i videnskabens område, at én person kan have ret mod resten af verden. Professor Fessenden var sådan en mand. For at bevise sin teori måtte han kæmpe hårdt. Mod anerkendte myndigheders heftige protester forsvarede han ideen om, at det, vi nu kalder radio, virker ved kontinuerligt at udsende bølger gennem æteren til en sendestation, på samme måde som lysbølger udsendes af en flamme. Marconi og andre har insisteret på, at det, der sker i radiokommunikation, ligner whiplash-effekten (en brat ændring i retningen af piskens spids forårsager et pop). Radioens fremskridt i det følgende årti viste fejltagelsen i denne opfattelse. Piskteorien forlod gradvist folks sind og blev erstattet af den kontinuerlige bølgeteori - mistillid til en person, der viste sig at have ret.
En opfinder er en, der kan se anvendeligheden af noget i praksis fem år, før det bliver indlysende for alle i branchen.
"Reginald A. Fessendens opfindelser". (januar 1925). Radionyheder, s. 1142.