www.RADIONDISTICS.com

 

 
Nuclear? No, thanks! - Nucleare? No, grazie!
 

Planning a trip to Sicily?  Then, make sure you won't be feeding the Mafia!

Pizzo-free travel - brought to you by the ADDIO PIZZO's guys
Home   English version   Prodotti Scientifici   Prodotti per le Radiocomunicazioni   Contattaci    

Se hai un interesse scientifico in materia di fisica della radio, visiona questo sito internet nell'ordine consigliato!

GUGLIELMO MARCONI

Comunicazioni radio-telegrafiche

lectio magistralis del 11 Dicembre 1909
Adattamento HTML della trascrizione originale completa distribuita dalla Fondazione Nobel in versione PDF

Le scoperte connesse alla propagazione delle onde elettriche su lunghe distanze e le applicazioni pratiche della telegrafia attraverso lo spazio, che mi hanno fatto ottenere l'alto onore di condividere il Premio Nobel per la Fisica, sono state una grande estensione dei risultati di un altro.
L'applicazione delle onde elettriche alla finalità della comunicazione telegrafica senza fili tra punti distanti della Terra e gli esperimenti che ho avuto la fortuna di poter eseguire su scala più grande di quella ottenibile nei normali laboratori hanno reso possibile investigare fenomeni e osservare risultati spesso nuovi ed insospettati.
E' mia opinione che molti fatti connessi con la trasmissione di onde elettriche su grandi distanze stiano ancora aspettando una spiegazione soddisfacente, e spero di riuscire in questa conferenza a riferire alcune osservazioni, che sembrano richiedere l'attenzione dei fisici.
Nel tratteggiare la storia della mia associazione con la radiotelegrafia, potrei menzionare di non aver mai studiato in maniera regolare la fisica o l'elettrotecnica, sebbene  da ragazzo fossi profondamente interessato a questi argomenti.
Assistetti, tuttavia, ad una serie di conferenze sulla fisica a cura del Professor Rosa di Livorno ed ero, penso di poterlo dire, assai ben familiare con le pubblicazioni dell'epoca su argomenti scientifici, compresi i lavori di Hertz, Branly e Righi.
A casa mia vicino a Bologna, in Italia, cominciai presto nel 1895 ad effettuare esperimenti allo scopo di determinare se fosse possibile per mezzo di onde hertziane trasmettere a distanza segni e simboli telegrafici senza ricorrere a collegamenti galvanici.
Dopo alcuni esperimenti preliminari con le onde hertziane mi convinsi subito che se queste onde o similari avessero potuto affidabilmente essere trasmesse e ricevute su distanze considerevoli, avremmo avuto a disposizione un nuovo sistema di comunicazione con enormi vantaggi rispetto ai metodi ottici e luminosi, che dipendono troppo per il loro successo dalla nitidezza dell'atmosfera.
I miei primi test furono effettuati con un normale oscillatore di Hertz e un coherer Branly come rivelatore, ma mi resi subito conto che il coherer Branly era troppo soggetto a errori e inaffidabile per l'uso pratico.
Dopo alcune prove trovai che un coherer costruito come in Figura 1, fatto di fili di nickel e argento collocati nel piccolo spazio tra due elettrodi d'argento in un tubo, fosse assai sensibile e affidabile. Questa miglioria assieme all'inclusione del coherer in un circuito sintonizzato sulla lunghezza d'onda del trasmettitore mi consentirono di ampliare gradualmente fino a circa un miglio la distanza a cui poter attivare il ricevitore.

Un altro, ora ben noto, arrangiamento da me adottato consiste nel piazzare il coherer in circuito comprendente una cella voltaica e un sensibile relè telegrafico attivante un altro circuito, che aziona un cicalino e uno strumento di registrazione. Per mezzo di un tasto telegrafico Morse in uno dei circuiti dell'oscillatore o trasmettitore risultò possibile inviare treni lunghi o corti di onde elettriche, che attivavano a distanza il ricevitore riproducendo accuratamente i segni telegrafici trasmessi attraverso lo spazio dall'oscillatore.
Con tale apparato riuscii a telegrafare fino a una distanza di circa mezzo miglio.
Successivi miglioramenti furono ottenuti impiegando riflettori sia sul ricevitore che sul trasmettitore, un oscillatore di Righi.
Ciò rese possibile inviare segnali verso una specifica posizione, ma la cosa non funzionava se colline o altri grossi ostacoli si frapponevano tra trasmettitore e ricevitore.
Nell'agosto 1895 scoprii una nuova configurazione che non solo aumentava grandemente la distanza di collegamento ma sembrava anche rendere la trasmissione indipendente dagli effetti degli ostacoli interposti.
Questa disposizione (Figura 2 e 3) consisteva nel connettere un terminale dell'oscillatore hertziano, o generatore di scintille, alla terra e l'altro terminale a un filo o a una lamina posti ad una certa altezza sul terreno, e collegando nel ricevitore un capo del coherer alla terra e l'altro al conduttore sopraelevato.

Iniziai allora a studiare la relazione tra la distanza a cui il trasmettitore era in grado di azionare il ricevitore e l'elevazione della lamine sopra il terreno, e presto mi avvidi con certezza che più alto era il filo o lamina maggiore era la distanza a cui era possibile telegrafare.
Così accertai che usando cubi di stagno di 30 cm di lato come conduttore posti in cima a pali alti due metri si poteva ricevere i segnali a 30 m di distanza, mentre ponendoli su pali alti 4 m si raggiungevano i 100 m ed i 400 m su pali alti 8 m. Con cubi di lato più grande -100 m- fissati in cima a pali da 8 m si raggiungevano i 2.400 m in tutte le direzioni1.
Questi esperimenti continuarono in Inghilterra, ove nel settembre 1896 fu raggiunta una distanza di 1,75 miglia durante prove effettuate a Salisbury per il Governo britannico e nel Marzo 1897 la distanza di collegamento fu estesa a 4 miglia, e a 9 miglia nel maggio dello stesso anno. Messaggi su nastro registrati durante queste prove, vistati dagli Ufficiali del Governo britannico presenti, sono consultabili2.
In tutti questi esperimenti è stata usata pochissima energia elettrica, essendo l'alta tensione prodotta da una normale bobina di Rhumkorff. I risultati ottenuti attrassero all'epoca una buona parte dell'opinione pubblica, poiché tali distanze erano considerate notevoli.
Come ho spiegato, la caratteristica principale del mio sistema consisteva nell'uso di lamine o antenne elevate collegate a un polo degli oscillatori e ricevitori ad alta frequenza, mentre l'altro polo era messo a terra. Il valore pratico di questa innovazione non fu compreso da molti fisici per un bel po' di tempo e i risultati da me ottenuti vennero da molti erroneamente attribuiti semplicemente all'efficienza nei dettagli costruttivi del ricevitore e all'impiego di un grande quantitativo di energia.
Altri non andarono oltre al fatto che queste elevate capacità e la terra fanno parte degli oscillatori e ricevitori ad alta frequenza3.
Il Prof. Ascoli di Roma elaborò un'interessante teoria del modo di funzionamento dei miei trasmettitori e ricevitori nel numero di Agosto 1897 della rivista "Elettricista", nel quale correttamente attribuiva i risultati ottenuti all'uso di fili elevati o antenne.
Il Prof. A. Slaby di Charlottensburg, dopo aver assistito alle mie prove in Inghilterra nel 1987, arrivò a conclusioni più o meno simili4.
Molti scrittori tecnici hanno affermato che un'elevata capacità in cima al filo verticale non è necessaria.
Questo è vero se la lunghezza o altezza del filo sono sufficientemente grandi, ma l'altezza può essere diminuita di parecchio se si usa una capacità, è molto più economico, consistendo in genere in un certo numero di fili che si irradiano dalla sommità del conduttore verticale.

La necessità o utilità del collegamento a massa è stata a volte messa in dubbio, ma io ritengo che non possa esistere un sistema pratico di telegrafia senza fili che non abbia gli strumenti collegati a massa. Quando dico "collegato a massa" non intendo necessariamente un collegamento metallico standard come nella telegrafia tradizionale.
Il filo di terra può avere un condensatore in serie (Fig. 4C) , (Sebbene, Guglielmo Marconi abbia compreso l'importanza della messa a terra nei sistemi radio-elettrici e la possibilita' di creare degli accoppiamenti capacitivi con la terra per mezzo di reattanze capacitive, non ha colto l'importanza dell' accoppiamento capacitivo diretto con la terra come mezzo per un'efficace messa a terra per RF   See: Errante's capacitive earth grounding system ) o può essere collegato a ciò che è in realtà equivalente, ovvero un'area capacitiva vicina al suolo (Fig. 4B).

E' ora perfettamente noto che un condensatore, di capacità adeguata, non impedisce il passaggio delle oscillazioni ad alta frequenza e quindi in questi casi la terra è ai fini pratici collegata alle antenne.

Dopo numerose prove e dimostrazioni in Italia e in Inghilterra su distanze variabili fino a 40 miglia, nel marzo 1989 fu effettuato il collegamento attraverso il Canale della Manica tra Inghilterra e Francia5 (Figura 5).

Dall'inizio del 1898 ho praticamente abbandonato il sistema di collegamenti di Figura 2 e invece di collegare il coherer o detector direttamente all'antenna e alla terra li ho collegati ai capi del secondario di un idoneo trasformatore di oscillazioni contenente un condensatore e sintonizzato sul periodo delle onde elettriche ricevute. Il primario di questo trasformatore venne collegato al filo sopraelevato e alla terra (Figura 6).6

Questo arrangiamento consentì un certo grado di sintonia, cosicché variando il periodo di oscillazione dell'antenna trasmittente si potevano inviare messaggi a un ricevitore sintonizzato senza interferire con altri ricevitori diversamente sintonizzati.6

Come adesso è ben noto , un trasmettitore consistente di in un filo verticale che si scarica attraverso una scintilla non è un oscillatore moto persistente, la radiazione prodotta è assai smorzata. La sua capacità elettrica è in proporzione così piccola e la sua capacità di irradiare energia è così grande che le oscillazioni diminuiscono o si spengono rapidamente.
Gia' nel 1989 riuscii a migliorare gli effetti di risonanza aumentando la capacità dei fili sopraelevati posando in prossimità dei conduttori a massa ed inserendo in serie con le antenne idonei induttori a bobina7. Così facendo la capacità di accumulare energia dell'antenna aumentava mentre la capacità di irradiare diminuiva, col risultato che l'energia messa in moto dalla scarica formava un treno di oscillazioni debolmente smorzate. Una modifica di questo arrangiamento, che ha dato eccellenti risultati, è illustrata in Fig. 7.

Nel  1900 ho costruito e brevettato un sistema completo di trasmettitore e ricevitore8 consistente nel solito tipo di area capacitiva sopraelevata e collegamento a terra, ma accoppiati induttivamente a un circuito oscillante contenente un condensatore, un induttore e un detector, con le condizioni da me ritenute essenziali ovvero il periodo dell'oscillazione elettrica del filo sopraelevato deve essere in sintonia o risonanza col circuito del condensatore e i due circuiti del ricevitore devono essere in risonanza elettrica con quelli del trasmettitore (Figura 8).

I circuiti che costituivano il circuito oscillante e il circuito radiante venivano accoppiati più o meno strettamente variando la distanza tra di essi.

Regolando l'induttanza inserita nel filo sopraelevato e variando la capacità del circuito a condensatore, i due circuiti venivano portati in risonanza, una condizione che, ho già detto, considero essenziale per ottenere un'efficiente irradiazione.
Parte del mio lavoro sull'utilizzo di circuiti a condensatore associati alle antenne radianti venne portato avanti in contemporanea con quello del Prof. Braun, senza che, tuttavia, a quel tempo nessuno di noi sapesse qualcosa del contemporaneo lavoro dell'altro.
Un ricevitore sintonizzabile è già stato mostrato in Figura 6 e consiste di un conduttore verticale o antenna collegato a massa attraverso il primario di un trasformatore, il cui secondario include un condensatore e un detector, essendo necessario che il circuito di antenna e quello del detector siano in risonanza elettrica tra di loro e anche in sintonia con il periodo delle onde elettriche generate dal trasmettitore. In tal modo è possibile utilizzare onde elettriche a basso smorzamento e costringere il ricevitore a integrare l'effetto di oscillazioni elettriche comparabilmente deboli ma correttamente sincronizzate allo stesso modo in cui, in acustica, due diapason reagiscono tra di loro a brevi distanze se sintonizzati sullo stesso periodo di vibrazione.
E' anche possibile accoppiare a un conduttore trasmittente parecchi trasmettitori diversamente sintonizzati e ad un filo ricevente un certo numero di ricevitori, come illustrato in Figura 9 e 10, ogni ricevitore rispondente solo alle radiazioni del trasmettitore con cui è in risonanza9.

 

Quando (dodici anni fa) fu stabilito il primo collegamento radiotelegrafico tra Francia e Inghilterra, si discusse molto se la telegrafia senza fili fosse praticabile a distanze superiori a quella, e prevalse l'opinione che la curvatura della Terra sarebbe stata un ostacolo insormontabile per le comunicazioni a lunga distanza, allo stesso modo in cui era stata un ostacolo sulle grandi distanze per le segnalazioni luminose.
Si previdero anche difficoltà sulla possibilità di controllare la grande quantità di energia che sembrava essere necessaria per coprire lunghe distanze.
Come spesso accade per i lavori pioneristici si ripeté puntualmente nel caso della radiotelegrafia, gli ostacoli e le difficoltà paventate si rivelarono frutto dell'immaginazione o facilmente sormontabili, ma al loro posto si manifestarono barriere inattese, e il recente lavoro è stato principalmente mirato alla risoluzione di problemi dovuti a difficoltà inattese e impreviste quando iniziarono le prove sulle lunghe distanze.
Riguardo al presunto ostacolo della curvatura terrestre, ritengo che le Cassandre che paventarono difficoltà causate dalla forma del nostro pianeta non tennero sufficientemente conto del particolare effetto del collegamento di massa di trasmittente e ricevente, collegamento che introdusse effetti di conduzione a quel tempo sottovalutati.
Per lungo tempo i fisici sembrarono considerare la telegrafia senza fili dipendente soltanto dagli effetti della radiazione hertziana libera nello spazio e ci vollero anni prima che il probabile effetto della conducibilità della Terra tra due stazioni venisse soddisfacentemente preso in considerazione.
Lord Rayleigh, riferendosi alla telegrafia transatlantica, nel maggio 1903 affermò:"Il significativo successo di Marconi nelle trasmissioni sull'Atlantico suggerisce un effetto di piegatura o diffrazione delle onde attorno alla Terra più deciso di quello che ci aspettava, e ciò assegna un grande interesse al problema teorico10.

Il Prof. J.A. Fleming, nel suo libro I principi della della Telegrafia a Onde Elettriche11, riporta diagrammi che mostrano ciò che ora si pensa essere la rappresentazione schematica del distacco di semi-anelli di tensione elettrica da un semplice filo verticale (Figura 11). Come vedremo, queste onde non si propagano allo stesso modo della radiazione libera di un classico oscillatore hertziano, ma scivolano sulla superficie terrestre.
Il Prof. Fleming afferma ancora nel sopra citato lavoro: La visione che abbiamo è che le estremità dei semi-anelli di forza elettromotrice, che terminano perpendicolarmente alla terra, non si possono muovere se non ci sono movimenti di elettroni nella terra corrispondenti al moto ondoso sopra di essa. Dal punto di vista della teoria elettronica dell'elettricità, ogni linea di forza elettrica nell'etere deve essere o una linea chiusa o le sue estremità devono terminare su elettroni di segno opposto. Se l'estremità di una linea di tensione termina sulla Terra e si muove, ci dev'essere una scambio di elettroni interatomico, o movimenti di elettroni in essa. Abbiamo motivi sufficienti per concludere che le sostanze che chiamiamo conduttori sono quelle in cui avvengono liberi movimenti di elettroni. Quindi il movimento dei semi-anelli di forza elettromotrice uscenti da un oscillatore messa a terra o da un'antenna di Marconi è rallentato dalla cattiva conducibilità della superficie terrestre e facilitato da una superficie di buon elettrolita come l'acqua di mare".
Il Prof. Zenneck12 ha esaminato attentamente l'effetto di antenne ricetrasmittenti messe a terra e ha tentato di dimostrare matematicamente che quando le linee di forza elettromotrice, costituenti un fronte d'onda, passano sopra una superficie di bassa capacità induttiva specifica, come la Terra, si inclinano in avanti, essendo la loro estremità inferiore ritardata dalla resistenza del conduttore a cui sono collegati.
Pare quindi ben assodato che la telegrafia senza fili, come praticata ai giorni nostri, dipende dipende per funzionare su lunghe distanze dalla conducibilità terrestre e che la differenza in conducibilità tra terra e mare è sufficiente a spiegare la maggior distanza raggiungibile con la stessa quantità di energia nel comunicare attraverso il mare piuttosto che sulla terra.
Ho condotto alcune prove tra una stazione costiera e una nave a Poole, in Inghilterra, nel 1902 allo scopo di ottenere dati su questo argomento ed ho osservato che a distanza uguale c'è sempre una percettibile diminuzione nell'energia delle onde ricevute quando la nave è in una posizione tale da far sì che si interponga tra essa e la stazione terrestre una striscia di spiaggia larga circa un chilometro.
Ritengo quindi che ci fosse un certo fondamento per l'asserzione così spesso criticata che feci in occasione del mio primo brevetto inglese del 2 giugno 1896 sull'effetto che quando trasmettevo attraverso la terra o l'acqua io collegavo un capo del trasmettitore e un capo del ricevitore a massa.
Nel gennaio 1901 furono eseguiti con successo esperimenti13 tra due punti della costa meridionale dell'Inghilterra distanti 186 miglia, ovvero St. Catherine's Point (Isola di Wight) e The Lizard (Cornovaglia) (Figura 12).

L'altezza totale di queste stazioni sul livello del mare non eccedeva i 100 metri, mentre per azzerare la curvatura terrestre sarebbe stata necessaria un'altezza di oltre 1.600 metri in entrambi i punti.
I risultati ottenuti da questi test, che all'epoca costituirono un record di distanza, sembravano indicare che le onde elettriche prodotte nel modo che ho adottato erano le più adatte a girare attorno alla curvatura terrestre e che perciò anche a grandi distanze, come quelle che dividono l'America dall'Europa, il fattore curvatura terrestre non costituiva un ostacolo insormontabile all'estensione della telegrafia attraverso lo spazio. La consapevolezza che la curvatura della Terra non avrebbe impedito la propagazione delle onde e il successo ottenuto dai metodi sintonici nel prevenire mutue interferenze mi portarono a decidere di tentare la prova se fosse possibile rivelare onde elettriche su una distanza di 4.000 km che, se positiva, avrebbe dimostrato immediatamente la possibilità di telegrafare senza fili tra Europa e America.
A mio parere l'esperimento era di grande rilievo dal punto di vista scientifico ed ero certo che la scoperta della possibilità di trasmettere onde elettriche da un capo all'altro dell'Oceano Atlantico e l'esatta conoscenza delle effettive condizioni in cui la telegrafia su tali distanze poteva essere implementata avrebbero migliorato assai la nostra comprensione dei fenomeni connessi alla trasmissione senza fili.
Il trasmettitore installato a Polhu, sulla  costa della Cornovaglia, era simile in principio a quello che ho già descritto, ma su una scala molto più grande di quella fino ad allora mai tentata14.
La potenza del generatore era di circa 25 kW.
Numerose difficoltà si incontrarono nel produrre e controllare per la prima volta oscillazioni elettriche di tal potenza. Fonirono un valido aiuto il Prof. J.A. Fleming, il Sig. R.N. Vyvyan ed il Sig. W.S. Entwistle.
Le mie prove precedenti mi avevano convinto che per ampliare la distanza di collegamento non era solo sufficiente aumentare la potenza dell'energia elettrica del trasmettitore ma era anche necessario aumentare l'area o l'altezza dei conduttori sopraelevati trasmittente e ricevente.
Sarebbe stato troppo costoso impiegare fili verticali di altezza elevata, così decisi di aumentare il loro numero e l capacità, ciò che sembrava più probabile rendere possibile l'utilizzo efficiente di grandi quantità di energia.

La disposizione delle antenne trasmittenti che ho usato a Poldu è visibile in Figura 13 e consisteva di una disposizione a ventaglio di fili sostenuti da isolatori tra pali alti solo 48 m e distanti 60. Questi fili convergevano sul lato inferiore ed erano collegati all'apparato trasmittente ubicato nell'edificio.
Per la prova venne allestita una potente stazione a Cape Cod, vicino a New York, ma il completamento di essa subì un ritardo a causa di una tempesta che distrusse pali e antenne. Decisi allora di effettuare gli esperimenti con una stazione ricevente provvisoria allestita in Newfoundland, ove mi recai con due assistenti verso la fine di novembre 1901. Le prove iniziarono nei primi di Dicembre 1901 ed il 12 di quel mese i segnali trasmessi dall'Inghilterra vennero ricevuti forti e chiari dalla stazione di St. Johns in Newfoundland.
Test di conferma furono eseguiti nel febbraio 1902 tra Poldhu e la stazione ricevente sulla nave a vapore Philadelfia della American Line. A bordo della nave furono ricevuti messaggi leggibili mediante un registratore fino alla distanza di 1,551 miglia e lettere di prova fino a 2.099 miglia da Poldhu (Fig. 14).
Le registrazioni su nastro a bordo del Philadelfia a varie distanze erano chiare e distinte, come si può vedere dai campioni in mostra.
Questi risultati, sia pure ottenuti con apparati imperfetti, bastarono a convincere me e i miei collaboratori che mediante stazioni permanenti e l'impiego di suficiente potenza sarebbe stato possibile inviare messaggi attraverso l'Atlantico allo stesso modo in cui vengono inviati a distanze molto più brevi.
Le prove in Newfoundland non poterono continuare per l'ostilità di una Compagnia di telegrafia via cavo, che reclamava tutti i diritti per la telegrafia, sia essa con o senza fili, in quella colonia.
Un risultato di interesse scientifico che ebbi modo di osservare durante le prove con la Filadelfia e che è il fattore più importante per la radiotelegrafia a lunga distanza fu l'effetto negativo molto marcato della luce del giorno sulla propagazione delle onde elettriche, la portata notturna essendo più del doppio di quella raggiungibile durante il giorno15. Non credo che questo effetto sia ancora stato soddisfacentemente studiato o spiegato. All'epoca dei test ritenevo che potesse essere dovuto alla perdita di energia del trasmettitore causata dalla diselettrificazione dei conduttori trasmittenti sopraelevati altamente carichi sotto l'influenza della luce solare.

Oggi sono incline a ritenere che l'assorbimento delle onde elettriche durante il giorno sia dovuto agli elettroni propagati nello spazio dal Sole e che se questi ricadono in continuazione sulla Terra come una doccia, in accordo con l'ipotesi del Prof. Arrhenius, allora quella porzione dell'atmosfera terrestre che è rivolta al Sole conterrà più elettroni della parte non rivolta al Sole, e quindi sarà meno trasparente per le onde elettriche.
Sir J.J. Thompson ha illustrato in un interessante articolo su Philosophical Magazine che se vengono distribuiti degli elettroni nello spazio attraversato da onde elettriche, queste tenderanno a muovere gli elettroni nella direzione dell'onda, e perciò questi assorbiranno una parte dell'energia dell'onda. Quindi, come il prof. Fleming ha fatto notare nelle sue Cantor Conferences tenute alla Società delle Arti, un mezzo in cui sono sparsi elettroni o ioni agisce come un mezzo leggermente opaco alle onde elettriche lunghe16.
Apparentemente la lunghezza d'onda e l'ampiezza dell'oscillazione elettrica ha molto a che fare con questo interessante fenomeno,, le onde lunghe e di piccola ampiezza essendo meno soggette all'effetto luce del giorno delle onde corte e di grande ampiezza.
Secondo il Prof. Fleming17 l'effetto luce del giorno dovrebbe essere più marcato per le onde lunghe, ma non mi risulta. Infatti in alcuni recentissimi esperimenti utilizzanti onde di circa 8.000 m l'energia ricevuta di giorno era di solito maggiore di quella notturna.
Resta il fatto, comunque, che per onde comparabilmente corte, come quelle usate per comunicazione tra le navi, luce solare forte e cielo blu, sebbene trasparenti alla luce, agiscono come nebbia per queste onde. Per cui le condizioni meteorologiche prevalenti in Inghilterra, e forse in questo Paese, sono solitamente adatte alla telegrafia senza fili. Nel 1902 eseguii alcune prove ulteriori tra la stazione di Poldhu e una stazione ricevente montata sull'incrociatore italiano Carlo Alberto, gentilmente messomi a disposizione da Sua Maestà il Re d'Italia18 (vedi Figura 15).

Durante questi esperimenti fu osservato lo strano fenomeno che, anche usando onde corte 1.000 piedi, frapponendosi catene di montagne, come le Alpi o i Pirenei, durante la notte non ci fu alcuna riduzione della distanza a cui era possibile comunicare. Durante il giorno, a meno di usare onde molto più lunghe e molta più potenza, il frapporsi delle montagne riduceva la portata apparente del trasmettitore.(See Fig. 15.18)
Messaggi e notizie di considerevole lunghezza furono ricevuti da Poldhu nella posizione segnata sulla mappa, che è una copia, in scala ridotta, di quella allegata al rapporto ufficiale sugli esperimenti (Figura 16).
Con l'attivo incoraggiamento e assistenza finanziaria del Governo canadese, venne costruita a Glace Bay, Nuova Scozia, una stazione ad alta potenza, affinché potessi continuare le mie prove a lunga distanza con l'obiettivo di stabilire comunicazioni radiotelegrafiche su base commerciale tra Inghilterra e America19.
Il 16 dicembre 1902 vennero scambiati i primi messaggi ufficiali attraverso l'Atlantico, tra le stazioni di Poldhu e Glace Bay (Figura 17 e 18). Ulteriori prove furono eseguite poco tempo dopo con un'altra stazione a lunga distanza a Cape Cod negli USA, e in circostanze favorevoli si riuscì a trasmettere messaggi a Poldhu distante 3.000 miglia con un assorbimento energetico di soli 10 kW. Nella primavera del 1903 fu tentata la trasmissione di messaggi d'agenzia via radiotelegrafo tra America ed Europa, e per un po' il Times di Londra pubblicò, tra l'ultima parte di marzo e la prima di aprile di quell'anno, notizie dal corrispondente di New York inviate attraverso l'Atlantico senza l'ausilio di cavi. Un rottura dell'isolante nell'apparato di Glace Bay, tuttavia, interruppe il servizio e disgraziatamente altri difetti resero incerta e inaffidabile la trasmissione dei messaggi.
Come risultato dei dati e dell'esperienza acquisiti con questi ed altri esperimenti condotti per conto del Governo britannico tra Inghilterra e Gibilterra, fui in grado di costruire una nuova stazione a Clifden in Irlanda e ampliare quella di Glace Bay in Canada, mettendomi in grado di iniziare, nell'ottobre 1907, un servizio commerciale di comunicazioni transatlantico tra Inghilterra e Canada.
Sebbene le stazioni a Clifden e Glace Bay fossero state messe in funzione prima di venire completate, la comunicazione transatlantica radiotelegrafica non ebbe mai a soffrire alcuna seria interruzione per quasi due anni finché, a causa di un incendio a Glace Bay in autunno, dovette essere sospesa per tre o quattro  mesi.

Questa sospensione, tuttavia, ha avuto il suo lato positivo, dandomi l'opportunità di installare macchinari più efficienti e aggiornati. La disposizione dei conduttori sopraelevati o aerei con cui ha fatto le prove20 a lunga distanza, sono visibili nelle Figure 19, 20 e 21.
L'antenna illustrata in Figura 21 consisteva di una porzione quasi verticale nel mezzo, alta 220 piedi, supportata da quattro torri e collegata all'estremità di fili orizzontali, in numero di 200 e lunghi 1.000 piedi, che si estendevano radialmente tutto intorno  e sostenuti ad una altezza di 180 piedi da terra da un cerchio interno di 8 ed esterno di 16 pali.
Il periodo naturale di oscillazione di questo sistema d'aereo risultò una lunghezza d'onda di 12.000 piedi.
In prove fatte con questa disposizione nel 1905 e con lunghezza d'onda di 12.000 piedi, i segnali, sebbene deboli, poterono essere ricevuti attraverso l'Atlantico altrettanto bene di giorno come di notte.
Il sistema di antenne che ho infine adottato per le stazioni a lunga distanza in Inghilterra e in Canada è illustrato in Figura 22. questa disposizione non solo consente di irradiare e ricevere efficientemente onde di qualsiasi lunghezza si desideri, ma tende anche a confinare la porzione principale della radiazione in una determinata direzione. La limitazione della trasmissione in un'unica direzione non è poi così netta, ma i risultati ottenuti con questo tipo di aereo non sono mai troppo utili.
Molti suggerimenti sui metodi per limitare la direzione radiante sono pervenuti da vari ricercatori, menziono il Prof. F. Braun, il Prof. Artom e i Signori Belhni e Tosi.
In una tesi letta al cospetto della Royal Society21 di Londra nel marzo 1906 ho mostrato come fosse possibile con aerei orizzontali confinare la radiazione emessa principalmente nella direzione del piano verticale, puntando fuori dal loro polo a massa. Nello stesso modo si può localizzare la direzione di una stazione trasmittente.

I circuiti trasmittenti nelle stazioni a lunga distanza sono disposti in accordo con un sistema relativamente recente per produrre oscillazioni continue o leggrmente smorzate, su cui ho riferito in una conferenza alla Royal Institution of Great Britain il 13 marzo 1908.
Un disco metallico isolato A (vedi Figura 23) viene fatto ruotare a velocità elevata per mezzo di un motore elettrico o di una turbina a vapore. Adiacente a questo disco, che chiamerò "disco mediano", sono collocati altri due dischi C' e C'', anch'essi in rotazione, chiamati "dischi polari". Questi dischi polari hanno la periferia molto vicina alla superficie del disco mediano. I due dischi polari sono collegati mediante contatti striscianti al polo esterno di due condensatori K, messi in serie, collegati a loro volta mediante spazzole ai terminali di un generatore che non è altro che un generatore di corrente continua ad alta tensione.
Sul disco mediano è collocata un'apposita spazzola e tra questa ed il punto di mezzo dei due condensatori è inserito un circuito oscillante, costituito da un condensatore E in serie ad un'induttanza, che a sua volta è collegata per induzione all'antenna radiante. Il circuito probabilmente funziona così:

Il generatore carica il doppio condensatore, rendendo il potenziale dei dischi diciamo C' positivo e C'' negativo. Il potenziale, se abbastanza elevato, causerà il passaggio di una scarica ai capi della fessura, diciamo tra C' e A. Questa carica il condensatore E attraverso l'induttanza F e da' inizio alle oscillazioni nel circuito. Quando la carica di F torna indietro salta da A a C'', il cui potenziale è di segno opposto ad A. Le proprietà del dielettrico tra C' ed A nel frattempo saranno state ripristinate grazie al rapido movimento del disco, che sposta via l'aria ionizzata.

Il condensatore E dunque si carica e scarica alternativamente in direzioni opposte, finché viene fornita energia al condensatore K dal generatore H.
E' chiaro che le scariche tra C' e C'' ed A non sono mai simultanee altrimenti l'elettrodo centrale non sarebbe alternativamente positivo e negativo.
I migliori risultati, tuttavia, sono stati ottenuti con la disposizione mostrata in Figura 24, ove la superficie attiva del disco mediano non è liscia ma consiste di un certo numero di protuberanze di rame regolarmente spaziate, alla cui estremità hanno luogo le scariche a intervalli regolari. Ho riscontrato che con questa configurazione ogni treno di oscillazioni può avere un decremento del 2% al massimo.

In questo modo è anche possibile far sì che i gruppi di oscillazioni irradiate riproducano una nota musicale forte e chiara in un ricevitore, facilitando il riconoscimento di segnali provenenti d stazioni trasmittenti e i rumori dovuti alle scariche elettriche atmosferiche. Con questo metodo si può anche ottenere una risonanza molto efficiente in ricevitori appropriatamente progettati.
Per quel che concerne i ricevitori impiegati, sono intervenuti importanti cambiamenti. Fino a pochi anni fa, la maggior parte della telegrafia con onde elettriche impiegava una forma o l'altra di coherer o contatto variabile che richiedeva scuotimento o autoripristino. Al giorno d'oggi, tuttavia, posso affermare che tutte le stazioni controllate dalla mia Compagnia utilizzano esclusivamente il mio ricevitore magnetico22 (Figura 25). Il ricevitore si basa sulla diminuzione di isteresi magnetica che ha luogo nel ferro quando in certe condizioni questo metallo è soggetto agli effetti di onde elettromagnetiche ad alta frequenza.

Recentemente si è riusciti ad aumentare la sensibilità di questi ricevitori e ad impiegarli in collegamento con relè ad alta velocità, così da poterbregistrare messaggi ad alta velocità.
Un fatto notevole, sconosciuto a molti, riguardo ai trasmettitori è che nessuna delle disposizioni impieganti condensatori supera in efficienzal'aereo piano sopraelevato o il filo verticale che si scarica a massa attraverso uno scaricatore, come usato nei miei primi esperimenti (Figura 2 e 3).
Recentemente sono anche riuscito a dimostrare l'affermazione fatta dal Prof. Fleming  nel suo libro "The Principles of Electric Wave Telegraphy", 1906, pagina 555, secondo cui con una potenza di 8 W in antenna era possibile comunicare a distanze di oltre 100 miglia. Ho anche constatato che con questo metodo, usando grandi antenne, è possibile inviare segnali a 2.000 miglia sopra l'Atlantico con una minore spesa energetica di ogni altro metodo a me noto.
L'unico neo di questa configurazione è che, a meno di usare antenne enormi, la quantità di energia che può essere utilizzata è limitata dal potenziale oltre il quale le scariche delle spazzole e la resistenza dello scaricatore cominciano a dissipare una grossa parte dell'energia.
Mediante scaricatori in aria compressa e l'aggiunta di bobine di induttanza poste tra antenna e massa, si può far sì che il sistema irradi onde purissime e leggermente smorzate, assai convenienti per la sintonia fine.
Riguardo al funzionamento generale della telegrafia senza fili, l'ampio spettro di applicazioni del sistema ed il numero di stazioni hanno grandemente facilitato l'osservazione di fenomeni non facilmente spiegabili. Così si è osservato che una stazione navale ordinaria, utilizzante circa 500 W di energia elettrica, la cui portata di  norma non supera le 200  miglia occasionalmente trasmetta messaggi a oltre 1.200 miglia. Spesso accade che una nave non riesca a collegare una stazione vicina, ma riesca a comunicare facilmente con una più lontana. In molte occasioni nello scorso inverno, la motonave Caronia della Cunard Line, con a bordo una stazione da 500 W, in navigazione nel Mediterraneo lungo le coste della Sicilia non riuscisse a collegare stazioni italiane e non avesse invece problemi a trasmettere e ricevere con le coste inglesi e olandesi, sebbene queste ultime distassero più di 1.000 miglia e ci fosse una gran parte del Continente europeo e la catena delle Alpi tra queste e la nave.
Sebbene adesso siano usate stazioni ad alta potenza per le comunicazioni transatlantiche, e i messaggi possano essere inviati sia di giorno sia di notte, ci sono brevi periodi del giorno in cui le trasmissioni dall'America all'Inghilterra e viceversa sono difficoltose. Così alla mattina e alla sera, quando in conseguenza della latitudine la luce o il buio si estendono solo a parte del tragitto sopra l'oceano, i segnali ricevuti sono deboli o inesistenti. Sembra come se le onde elettriche passando dal buio alla luce, e viceversa, siano riflesse in modo da deviare dal loro abituale cammino. E' probabile che queste difficoltà non si presentino telegrafando a distanze uguali da nord a sud sullo stesso meridiano, perché in tal caso il passaggio dalla luce al buio avviene in contemporanea sull'intero percorso tra i due punti.
Un altro risultato curioso, sul quale centinaia di osservazioni continuate per anni non lasciano adito a dubbi, è che regolarmente, per brevi periodi, al tramonto e al sorgere del Sole e occasionalmente in altre circostanze, un'onda più corta si riesce a rivelare da un capo all'altro dell'Atlantico rispetto all'onda più lunga normalmente impiegata. Così a Clifden e Glace Bay quando si trasmette su un normale circuito accoppiato in modo da irradiare simultaneamente due onde, una da 12.500 piedi e l'altra di 14.700 piedi, sebbene l'onda più lunga sia quella normalmente ricevuta all'altro lato dell'oceano, regolarmente, circa tre ore dopo il tramonto a Clifden e tre ore prima del suo sorgere a Glace Bay, solo l'onda più corta viene ricevuta con intensità decente, per un periodo di circa un'ora.
Questo effetto era così regolare che gli operatori sintonizzavano i loro ricevitori sull'onda più corta nelle ore menzionate, come parte della normale routine.
Riguardo all'utilità della telegrafia senza fili non c'è dubbio che il suo utilizzo sia diventato una necessità per la sicurezza della navigazione -tutti i principali piroscafi e navi da guerra son o già equipaggiati- mentre la sua estensione a natanti di minore importanza e solo questione di tempo, considerata la sua importanza dal punto di vista dell'assistenza in caso di pericolo. Sono in aumento anche le sue applicazioni come mezzo di comunicazione tra isole remote e anche per normali scopi di comunicazione telegrafica tra villaggi e città, e specialmente nelle colonie e nei paesi in via di sviluppo.
Al di là dell'importanza per le navigazione, ritengo che la telegrafia senza fili sia destinata ad un pari livello di importanza nel fornire comunicazioni efficienti e poco costose tra luoghi distanti nel mondo e nel collegare i Paesi europei con le loro colonie e con l'America. Prova ne sia che, sto attualmente costruendo una potentissima stazione per il Governo italiano a Coltano, allo scopo di comunicare con le colonie italiane in Africa Orientale e in Sud America.
Qualsiasi difetto oggi possa avere, non c'è dubbio che la telegrafia senza fili, anche su lunghe distanze, rimarrà e continuerà a fare progressi.
Se sarà possibile trasmettere onde attorno al mondo, si troverà che l'energia elettrica viaggiante sarà concentrata agli antipodi del trasmettitore. In questo modo un giorno sarà possibile inviare messaggi in quelle terre distanti con pochissimo dispendio di energia elettrica, e quindi in modo molto economico.
Ma sto abbandonando il terreno dei fatti per inoltrarmi in quello della speculazione che, comunque, con le conoscenze che a poco a poco abbiamo guadagnato sull'argomento, promette risultati utili e istruttivi. br>
Non avendo la fortuna di parlare lo svedese, ho ritenuto fosse meglio, sebbene io sia italiano, usare lo strumento della lingua inglese per questa occasione, dal momento che so' che l'inglese è solitamente più comprensibile dell'italiano.

 

1. G. Marconi, Brit. Patent No. 12,039, June 2, 1896.

2. J. Inst. Elec. Engrs. (London), 28 (1899) 278.

3.See letter of Dr. Lodge in The Times (London), June 22, 1897.

4. A. Slaby, Die Funkentelegraphie, Verlag von Leonhardt Simion, Berlin, 1897; see also A. Slaby, "The New Telegraphy", The Century Magazine, 55 (1898) 867.

5. J. Inst. Elec. Engrs. (London), 28 (1899) 291.

6. Brit. Patent No. 12,326, June 1, 1898; Brit. Patent No. 6,982, April 1, 1899.

7. A. Blondel and G. Ferrie, "État actuel et Progrès de la Télégraphie sans Fil", read at the Congrès International d'Électricité, Paris, 1900; see also J. Soc. Arts, 49 (1901) 509.

8. Brit. Patent No. 7,777, April 26, 1900; see also J. Soc. Arts, 49 (1901) 510-11.

9. See Letter of Prof. J. A. Fleming in The Times (London), October 4, 1900.

10. PrOC. Roy. Soc. (London), 72 (May 28, 1903).

11. J.A. Fleming, The Principles of Electric Wave Telegraphy, Longmans, Green & CO., London, 1906, p. 348.

12. J. Zenneck, Ann. Physik, [4], 23 (Sept. 1908) 846; Physik. Z., 9 (1908) 50, 553.

13. J. Soc. Arts, 49 (1901) 512.

14. G. Marconi, lecture before the Royal Institution of Great Britain, June 13, 1902.

15. G. Marconi, "A Note on the Effect of Daylight upon the Propagation of Electromagnetic Impulses", Proc. Roy. Soc. (London), 70 (June 12, 1902).

16. See also J. J. Thomson, "On Some Consequences, etc.", Phil. Mag., [6] 4 (1902)

17. See Ref. 11, p. 618.

18. Riv. Marittima (Rome), October 1902.

19. G. Marconi, Paper read before the Royal Institution of Great Britain, March 3, 1905.

20. See also G. Marconi, Lecture before the Royal Institution of Great Britain, March 13, 1908.

21. G. Marconi, "On Methods whereby the Radiation of Electric Waves may be mainly confined, etc.", Proc. Roy. Soc. (London), A 77 (1906).

22. G. Marconi, "Note on a Magnetic Detector of Electric Waves", Proc. Roy. Soc. (London), 70 (1902) 341.

La modulazione d'ampiezza di Reginald Fessenden.
Dalla radio-telegrafia alla radio-telefonia.

More on Reginald Fessenden and Guglielmo Marconi here .

 

Tutti i concetti, metodi, progetti e dispositivi presentati su questo sito internet
sono novità originali opera di FRANCESCO ERRANTE.

Brevetti & Copyright © 2003- di FRANCESCO ERRANTE.

Questo materiale é protetto dalle leggi sul Diritto d'Autore e sulla proprietá intellettuale.
Riproduzione, anche parziale, consentita solo previo consenso scritto dell'Autore.
La detenzione e l'uso di questi documenti, ottenuti mediante qualsiasi mezzo sia esso elettronico, informatico, telematico, fotografico o meccanico e' consentito esclusivamente per uso personale.
Tutti i diritti riservati.


All rights reserved. Copyright © 2003- Francesco Errante
www.Radiondistics.com - Tel.(+39) 339.180.1313