Primi esperimenti e prime scoperte


 

Le radiocomunicazioni sono il frutto delle scoperte e della cooperazione di numerosi scienziati e tecnici appartenenti a diversi paesi. Faraday, all'inizio del XIX sec., studiò le interazioni elettriche e magnetiche, non tanto come azione a distanza, quanto sotto il profilo di campi di forza prodotti da cariche elettriche e da magneti; scoprì che i campi elettrici possone essere indotti da campi magnetici variabili. Pochi anni dopo Maxwell, traducendo in forma rigorosamente matematica le idee di Faraday, fornì le basi della moderna teoria dell'elettromagnetismo, con il famoso " Trattato dell'elettricità del magnetismo" (1873). Maxwell sostenne che le onde elettromagnetiche hanno la stessa natura delle radiazioni visibili, cioè della luce, e che si propagano con la medesima velocità di 300.000 Km/s, subendo fenomeni di riflessione e rifrazione del tutto analoghi a quelli luminosi. Le onde luminose sono molto corte, mentre le altre, più lunghe, sono quelle che oggi chiamano "radioonde". Il termine "radio", derivato da "radiazione", fu adottato in una conferenza svoltasi a Berlino, in Germania, nel 1906, con riferimento alle comunicazioni mediante onde elettromagnetiche. Nel 1887 le teorie di Maxwell riavettero una conferma sperimentale dal fisico H.Hertz che riuscì a produrre e a rivedere le onde elettromagnetiche, denominate appunto onde hertziane.

 Con l'ausilio di un rocchetto di Runkorff e di un particolare spinterometro, Hertz realizzò il prototipo di un'oscillatore capace di irradiare un'onda elettromagnetica che poteva essere rilevata a breve distanza, ottenendo scintille tra le due punte affacciate di una spira metallica ad anello semiaperto. Hertz perfezionò notevolmente la parte sperimentale e sucessivamente, assieme ad Augusto Righi, riusci a riprodurre in laboratorio , per le onde elettromegnetiche, quei fenomeni di riflessione, rifrazione e difrazione che caratterizzano la luce. Il metodo a scintillazione adottato da Hertz per rivelare e quindi per ricevere a distanza le onde elettromegnetiche, era assai poco sensibile per applicazioni di pratica utilità. Nel 1884 Calzecchi-Onesti osservò che la conducibilità, molto scarsa della limatura di ferro, aumenta fortemente sotto l'azione di un'onda di tipo hertziano e che basta una perturbazione meccanica (un urto) per riportare la limatura nelle condizioni di scarsa conducibilità. Nel 1890 Branly sfruttò questo principio per costruire il primo tipo di rivelatore Coherer, a quei tempi indispensabile per rivelare delle onde elettromegnetiche ad una certa distanza dall'emittente. Alla scoperta del Coherer, si aggiunse la messa a punto di antenne rudimentali ad opera del russo Popov e contemporaneamente e indipendentemente dell'italiano Marconi, che perfezionò e rese veramente efficenti le antenne rice-trasmittenti. E' del 1896 il primo esperimento di messaggio radiotelegrafico ricevuto da Popov con un ricevitore (sostanzialmente costituito da un'antenna, un Coherer e un ricevitore telegrafico Morse) posto a 250m dal trasmettitore e separato da numerosi muri. Nello stesso anno Marconi effettuava con un'apparecchiatura analoga i famosi esperimenti di Pontecchio, durante i quali trasmise segnali percepibili fino a 2400m di distanza. Gli studi ed i perfezionamenti della radio proseguirono a ritmo sostenuto, tanto che nel 1898 i trasmettitori Marconiani riuscirono a raggiungere la portata di circa 50Km. Nello stesso anno, a soli 24 anni, Marconi vendette la prima stazione radio commerciale sulle coste Irlandesi. Nel 1900 lo studioso italiano riuscì ad inserire un rudimentale circuito di sintonia sia nel trasmettitore che nel ricevitore: con questi accorgimenti tecnici le onde radio generate artificialmente riuscirono a raggiungere distanze enormi, superando i 300Km. Nel 1901 Marconi lanciò il primo messaggio radiotelegrafico attraverso l'atlantico, da una stazione trasmittente situata in Cansvaglia. Naturalmente i successi dell'inventore italiano interessarono altri scienziati che cominciarono a studiare l'apparecchiatura contribuendo a svilupparla ulteriormente apportandovi continui miglioramenti. Uno dei grandi limiti dell'invenzione di Marconi risiedeva nel fatto che si potevano inserire solamente impulsi adatti per il codice Morse, cosa che era inadatta per la trasmissione dei suoni. Nel Dicembre del 1900, usando un trasmettitore a scintilla Fessenden riuscì a trasmettere un breve messaggio fonico: per la prima volta nella storia del pianeta la voce dell'uomo poteva udirsi a diveri chilometri di distanza viaggiando a cavallo di onde elettromagnetiche. Sei anni dopo ancora Fessenden realizzò quella che è considerata la prima trasmissione radiofonica della stroria: parole e musica vennero udite nel raggio di 25Km dalla trasmittente situata a Brant Rock sulla costa del Massachusetts. 

 

Nel 1915 la trasmissione radiofonica era una realtà capace di varcare i confini oceanici. Intanto, nel 1916, Marconi decise di riprendere gli studi sulle onde corte potendo utilizzare apparecchiature elettroniche meno artigianali di quelle dei suoi primi esperimenti. Fu nel 1923 che si constatò la possibilità di impiegare le onde corte per la trasmissione a lunga distanza. In quell'anno infatti, l'americano Conrad riuscì a costruire un ripetitore per il trasferimento dei programmi emessi dalla stazione KDKA, di Pittsburgh, in Pennsylvania, alla stazione KDPM situata a 160 Km di distanza, nella città di Cleveland nell'Ohio. Segnali emessi da una stazione trasmittente a onde corte di maggior potenza furono raccolti dalla BBC a Londra, cioè a 5600Km di distanza. Nel 1924 la radiocomunicazione a onde corte era ormai perfezionata al punto che Marconi potè realizzare la prima trasmissione dall'Inghilterra all'Australia. Sempre nello stesso anno Appleton riuscì a spiegare perchè le radioonde seguono la curvatura della superficie terrestre. Egli scoprì l'esistenza di una fascia "ionizzata" - la ionosfera - che circonda il globo ad un altezza di 60 Km. La ionosfera si comporta come uno specchio che riflette le radioonde a distanza di varie centinaia di chilometri dal punto di emissione. Poichè anche la superficie terrestre riflette le radioonde, queste possono rimbalzare tra i due strati per migliaia di chilometri.


 Lo sviluppo tecnologico

Il vecchio coesore (Coherer) stava cominciando a mostrare tutti i suoi limiti., primo fra tutti quello di dover scuotere la polvere presente nel tubetto di vetro per poterla portare in condizioni di "ricezione". Fu nel 1901 che fu introdotto come componente della radio da Braun. Cinque anni più tardi l'americano Dunwoody brevettò l'uso del cristallo di carborundum come rivelatore e nello stesso anno un'altro ingegnere Pickard utilizzò cristalli di silicio. Per quanto critici nel loro uso questi nuovi tipi di detector permisero la diffusione dei primi apparecchi riceventi per uso domestico. Altri metalli furono usati a questo scopo come la famosa "galena", il minerale da cui presero il nome i primi "radioamatori ": i "galenisti". Comunque l'ingegno dei tecnici di allora che si occupavano della radio era ben fornito anche se i risultati, per quanto funzionali, facevano sembrare la radio più un ibrido srumento elettromeccanico che uno elettronico.

 

Nel 1889 Tesla e Thomson brevettarono un nuovo tipo di alternatore modificato nel 1903 da Reginal, Fessenden e Steinmez che progrettarono un alternatore capace di generare corrente alternata alla potenza di 1Kw e con frequenza di 50KHz per applicazioni di radiotrasmissione. In pochi anni la tecnologia stava affinando le sue capacità costruttive di alternatori di grandei potenze e alte frequenze. Nel 1904 lo scienziato inglese Fleming ideò il diodo e due anni dopo, nel 1906, l'ingegnere americano De Forest inventò il triodo. Entrambi, detti valvole termoioniche o tubi elettronici, rappresentarono l'invenzione che sarebbe stata regina incontrastata per anni nel settore elettronico. Fino alla seconda guerra mondiale le radio erano pesanti e ingombranti a causa delle grosse valvole termoioniche. Solo con l'introduzione del transistore  le dimensioni dei ricevitori si sono progressivamente ridotte, fino a raggiungere in questi ultimi anni dimensioni veramente sorprendenti: è possibile oggi avere una radio con due possibilità di ricezione, sia in AM che in FM, non più grandi di un pacchetto di sigarette. Un'altro grosso progresso nella riduzione e nella versatilità dell'apparecchio radioricevente è stata l'introduzione dell'alimentazione mediante batterie sostituibili. 

Verso il 1913 Meissner, Armstrong e Franklin scoprirono che il triodo è in grado di eccitare un circuito oscillante. Con questo circuito si poterono realizzare nuovi trasmettitori in sostituzione dei precedenti. I progressi tecnici dell'elettronica, in particolare il perfezionamento sia delle valvole sia dei circuiti portarono negli anni '30 a un notevole sviluppo dei radioricevitori. Verso il 1930 fu introdotta anche l'alimentazione dei ricevitori in corrente alternata mediante un circuito raddrizzatore. Negli stessi anni Armstronge introdusse la supereterodina. Già nel 1906 Fessenden aveva ideato la eterodina per poter rivelare la presenza di un'onda elettromagnetica non modulata. Francesco Magni aveva ulteriormente perfezionato questo dispositivo preconizzando appunto l'avvento della supereterodina. Il principio della supereterodina è ancora oggi universalmente adottato in radiofonia e nel sistema televisivo. Queste e altre scoperte di Armstrong sono alla base di molti circuiti di moderni apperecchi radio-radar. Gli enormi progressi raggiunti nella tecnologia delle comunicazioni radio dopo la seconda guerra mondiale hanno contribuito a rendere possibile l'esplorazione dello spazio, e in particolare lo sbarco sulla Luna delle missioni Apollo (1969-1972); sofisticate apparecchiature trasmittenti e riceventi facevano parte del sistema di comunicazioni compatto, ad altissima frequenza, installato a bordo dei moduli di comando e dei moduli lunari.

 Le prime trasmissioni

Superata la fase delle trasmissioni pioneristiche, la radio conobbe immediatamente un rapido sviluppo soprattutto negli Stati Uniti e nei paesi del nord Europa. La prima trasmissione viene datata al 24 Dicembre 1906 per opera di Reginal Fessenden, ma la nascita della prima stazione radio con trasmissioni dedicate al "pubblico" si colloca nel 1919, per opera di un ingegnere della Westinghouse, Frank Conrad, che iniziò una serie di trasmissioni dal suo garage di Pittsburg e nel 1929, in un emporio della città, vendeva alcuni rudimentali ricevitori. In poco tempo in negozio vendette tutte le apparecchiature che aveva a disposizione. Tutto ciò non era sfuggito al vicepresidente della Westinghouse che pensò immediatamente di utilizzare parte della catena di montaggio, che durnte la guerra aveva fabbricato apparati per le forze militari, al fine di produrre radio ricevitori da destinare per usi casalinghi. Contemporaneamente affidò a Conrad e al suo assistente Donald Little una stazione radio realizzata all'interno degli stabilimenti della Westinghouse, in modo da poter iniziare regolari trasmissioni: era nata la prima emittente radiofonica (KDKA). 

Il 2 Novembre del 1920 la KDKA trsmise in diretta il secondo turno delle lezioni presidenziali statunitense e sebbene si calcola che gli apparecchi sintonizzati fossero tra i 500 e i 1000, all'avvenimento fu data una grande risonanza tale da far scattare la corsa alla costruzione di nuove stazioni e la progettazione e la vendita di nuovi apparati riceventi. Poco tempo dopo la Westinghouse aveva costruito altre stazioni a New York a Chicago e a Springfield e sul finire del 1922 aveva annunciato la costruzione di altre 6 stazioni. Diversa si presentò la situazione in Italia; mentre in America si era scatenata la corsa alla radiodiffusione, in territorio italiano si discuteva ancora sull'opportunità di varare la radiodiffusione a uso civile poichè questa era considerata uno strumento di uso esclusivamente militare. Diversi tentativi furono fatti anche prima della guerra, come il progetto di Carlo Schanzer del 1910 presentato dal ministro delle poste telegrafi Augusto Ciuffelli, durante il governo Luzzatti. In sostanza si chiedeva che le radio trasmissioni fossero annoverate nell'ambito dei servizi pubblici, ma la legge 345 del Giugno 1910 considerava la nuova tecnologia riservata esclusivamente ai militari.

 Passata la guerra le cose non cambiarono e nemmeno con il regime fascista: Mussolini infatti era piuttosto diffidente verso le incredibili potenzialità commerciali e propagandistiche che la radio aveva in sè; al contrario il padre di Galeazo Ciano, Costanzo, allora ministro delle poste, promosse lo sviluppo di numerosi progetti per la radiodiffusione. Finalmente nel 1924 si completò la prima stazione trasmittente da parte dell'URI (Unione Radiofonica Italiana), un'altra società costruita da Marconi, dopo la "Radiofono"; sei anni dopo furono terminate anche le emittenti di Milano e Napoli. A questo punto Mussolini comprese l'importanza del nuovo media e fu costituita una nuova società, la famosa EIAR, che assorbì l'URI e furono costruite nuove e più potenti stazioni a Roma, Genova, Firenze, Napoli, Palermo, Trieste e Torino. Si calcola che nel 1926 gli abbonati all'URI fossero circa 26.000 e nel 1928 erano saliti a 62.000. Ma se il regime aveva dato una brusca accelerata allo sviluppo radiofonico, ben presto si rese conto che non bastava costruire nuove emittenti poichè ciò che era rimasto statico era il numero degli abbonati, a causa dell'elevato costo dei ricevitori. Bisogna considerare che agli inizi degli anni '30 il prezzo medio di una radio era attorno alle 2.000 lire e il reddito annuo medio era ancora al di sotto delle 3.000 lire. Si capisce allora come la radio in Italia fosse un bene estremamente costoso alla portata della sola alta borghesia. Nel 1937 si incominciarono a produrre apparecchi di ottima qualità al di sotto delle 1.000 lire e questo comportò un aumento del numero degli utenti radiofonici. Durante la seconda guerra mondiale la radio assunse un enorme potenziale propagandistico sia a uso interno che internazionale e a tale scopo fu creata "Radio Urbe". Inoltre la guerra pose fine all'EIAR che al termine delle ostilità prese il nome attuale di "RAI" (Radio audizioni Italiane).