25 апреля (7мая) 1895 года А.С. Попов на заседании Физического отделения Русского физико-химического общества продемонстрировал первый в мире приемник. Этот день стал днем рождения радио. Первое практическое применение радиосвязи также принадлежит А.С. Попову. Ему удалось предать первую радиограмму на расстоянии 250 м. В дальнейшем, используя на передатчике антенну, А.С. Попов смог увеличить дальность радиосвязи к 1897 году до 5 км, а к 1899 до 45 км. В радиопередатчике А.C. Попов использовал единственный известный в то время принцип получения колебаний высокой частоты – с помощью искрового разряда. Отсюда название таких передатчиков – искровые. Упрощенная структурная схема радиопередатчика приведена на рис. 1.1.
Рис. 1.1 Структурная схема радиопередатчика А.А. Попова:
1 – источник питания;
2 – ключ;
3- высоковольтная катушка;
4 – разрядник;
5 - антенна
Процесс излучения энергии происходит в передатчике непрерывно. Каждой пробой искрового промежутка в антенне приводит к возникновению быстрозатухающих колебаний (антенный контур имеет малую добротность). При этом антенна служит не только элементом, излучающим электромагнитную энергию, но и элементом, определяющим частоту радиочастотных колебаний. Первые искровые передатчики излучали колебания исключительно широкого спектра, что, естественно, создавало помехи соседним радиолиниям. Для повышения добротности антенной колебательной системы (а, следовательно, уменьшение затухания высокочастотных колебаний) позднее разрядник был перенесен в дополнительный колебательный контур, индуктивно связанный с антенным контуром. Наряду с совершенствованием искровых радиопередатчиков во втором десятке XX века для генерации колебаний высокой частоты начали широко использоваться устройства, основанные на применении и других принципов. Так были получены незатухающие радиочастотные (РЧ) колебания в резонансном контуре, присоединенном параллельно к вольтовой дуге (так называемые дуговые радиопередатчики). В указанных передатчиках использовалось наличие падающего участка вольт – амперной характеристики дуги, соответствующего отрицательному сопротивлению. Это сопротивление компенсирует в контуре генератора сопротивление потерь, в результате чего в нем возникают незатухающие колебания. Поэтому спектр излучения дуговых передатчиков уже, чем искровых. Радиотелеграфные сигналы передавались изменением частоты радиочастотных колебаний с помощью замыкания и размыкания части витков катушки индуктивности колебательной системы.
Незатухающие колебания генерировались также с помощью электромашин высокой частоты (так называемые машинные передатчики).
Коренной перелом в развитии отечественной радиотехнике наступил после победы Великой Октябрьской революции. Период организации нового общественного строя, в условиях жесточайшей блокады, голода и разрухи В. И. Ленин уделял большое внимание организации научно – исследовательской работы по радиотехнике и развитию радиосвязи. По его указанию в 1918 году была организована Нижегородская лаборатория, которая стала основным научным центром в области радиотехнике.
Быстрое развитие радиотехники в нашей стране, начавшееся после Октябрьской революции, благотворно сказалось и на технике передающих устройств. Совершенствовались схемные решения и повышалась мощность радиостанций, увеличивались дальность связи, ее надежность. Были разработаны генераторы незатухающих колебаний дуговые и электромашинные специальной конструкции (100 – 200 кгц). Один из крупных дуговых радиопередатчиков мощностью 100 квт, построенный русским ученым В.М. Лебедевым и М.В. Шулейкиным, был установлен в 1920 году на Шаболовской радиостанции в Москве. Машинные генераторы мощностью 50 и 150 квт, спроектированные В.П. Вологдиным,успешно работали на Ходынской радиотелеграфной станции (ныне Октябрьской передающий радиоцентр). Как дуговые так и машинные радиопередатчики имели ряд существенных недостатков: сложность генерирования, усиления и управления радиочастотными колебаниями в широком диапазоне частот и мощностей, низкая стабильность частот, сложность проектирования и изготовления и т. д. Поэтому к 30-м годам указанные радиопередатчики были полностью вытеснены ламповыми. Ламповые радиопередатчики впервые появились в 1912- 1916 годах. Первые отечественные генераторные лампы были созданы в 1914 году Н.Д. Папаклекси для передатчика в Царском Селе. В развитии и распространении ламповых передатчиков большую роль сыграла Нижегородская радиолаборатория, организованная в 1918 году. Сотрудниками этой лаборатории являлись лучшие специалисты в области радио: М.А Бонч – Бруевич, В.П. Вологдин, В.К. Лебединский, А.М. Кугушев, В.В. Татаринов, А.Ф. Шорен и др. Там под руководством Бонч – Бруевича была создана мощная генераторная лампа с внешним анодом и водяным охлаждением. Мощность, отдаваемая лампой, доходила до 950 Вт. В дальнейшем в Нижегородской лаборатории были разработаны усовершенствованные генераторы и модулярные лампы мощностью 25 и 40 кВт. На основе этих ламп руководством М.А. Бонч–Бруевича была построена радиостанция имени Комитерна (малый Коментерн) мощностью 12 кВт, а в 1925 году – радиостанция мощностью 40 кВт. Обе эти станции в то время являлись самыми мощными в мире. В то же время в фундоментальных работах М.В. Шулейкина, А.Л. Минца и И.Г. Кляцкина, А.И. Берга и других была разработана теория ламповых генераторов и создан метод их расчета.
Дальнейшее развитие отечественная техника радиопередающих устройств получила в годы первых пятилеток в связи с решением задач по радиофикации страны, установлению дальних связей, созданию низовой радиосвязи. В эти годы организуются научно–исследовательские институты, специальные радиотехнические вузы и факультеты, новые промышленные и эксплутационные предприятия связи, строились новые радиостанции, сваивались новые частотные диапазоны. Так, в 1929 году под руководством А.Л. Минца была построена 100 – киловаттная радиовещательная станция имени ВЦСПС,а в 1933 году начала работать 500 – киловаттная радиостанция имени Коминтерна. В годы Великой Отечественной войны в СССР вступила в строй сверхмощная средневолновая радиовещательная станция мощностью 1200 кВт. Отличительной особенностью этих станций была блочная конструкция, когда несколько блоков (генераторов) работали на общую нагрузку. Уже в 30–х годах и особенно в 40–е годы началось интенсивное освоение метрового, дециметрового и сантиметрового диапазонов волн. Именно благодаря использованию этих диапазонов удалось осуществить высококачественную передачу телевизионных изображений, внедрить в практику модуляцию, широко использовать для передачи сообщений радиорелейные линии связи. Освоение новых диапазонов потребовало создания новых электронных приборов для усиления и генерирования высокочастотных (ВЧ) и сверхвысокочастотных (СВЧ) колебаний. В частности, были разработаны магнетроны, многорезонаторные пролетные клистроны, лампы бегущей волны, платинотроны. Последние годы характеризуются внедрением в технику радиопередающих устройств полупроводниковых приборов. Это стало возможным благодаря созданию мощных генераторных транзисторов. Замена ламп транзисторами в технике радиопередающих устройств вызвана значительными преимуществами этих приборов: малыми массой и габаритными размерами, мгновенной готовностью к работе, долговечностью, низковольтным питающим напряжением. В настоящее время транзисторы реализуются как в маломощных радиопередатчиках и возбудителях, так и в передатчиках средней мощности. При этом наряду с биполярными транзисторами в передающих устройствах применяют полевые транзисторы. По мере разработки более высокочастотных генераторных транзисторов создаются радиопередатчики с использованием транзисторов, работающих на частотах до нескольких гигагерц. В маломощных ступенях передатчиков и возбудителях стали широко использоваться микросхемы и микросборки, а для измерения качественных показателей передатчиков и их управления – микропроцессорные устройства и ЭВМ. Последнее время для генерирования и усиления электромагнитных колебаний используют квантовый метод. Приборы для усиления СВЧ колебаний – мазеры и генераторы когерентного света (лазеры) нашли практическое применение. За разработку таких генераторных приборов советским ученым А.М. Прохорову и Н.Г. Басову совместно с американским ученым Ч. Таунсом присуждена Нобелевская премия. Идет интенсивное освоение и диапазона миллиметровых и субмиллиметровых волн, промежуточных между радиоволнами и световыми колебаниями.