Как вы думаете, где изобрели первый сотовый телефон? На ум сразу приходит США, как страна-флагман научно-технического прогресса, которую не затронула ни первая, ни вторая мировая война. А вот и нет – пальма первенства в изобретении мобильного телефона принадлежит советскому радиоинженеру Леониду Куприяновичу. В реестре «Роспатента» до сих пор хранится его авторское свидетельство, опубликованное еще в 1958 году. Причем упрощенный вариант «мобильника» мог собрать любой радиолюбитель – его схема была открыто опубликована в журнале «Юный техник».
От Белла до Купера: общеизвестные изобретатели телефонной связи
Идея передавать звуки и человеческую речь на дальние расстояния, преобразуя их в электрический ток, зародилась еще в середине XIX века. Практического успеха в этом добился американский изобретатель Александр Грэхем Белл. Интересно, что стимулом для решения этой проблемы стал тот факт, что его мать была практически полностью глухой. Работая учителем в школе для глухонемых детей, Белл искал способы, как можно сделать звуковые волны видимыми.
Существует версия, что идея преобразования звуков голоса в электрические импульсы пришла ему в голову случайно. Однажды он читал труды немецкого физика Гельмгольца, а поскольку Белл плохо знал немецкий язык, то неправильно интерпретировал часть текста: будто бы Гельмгольц смог передать гласные звуки по электрическому проводу.
Говорят, что и в электричестве Белл не сильно разбирался, но смог «заразить» своей странной идеей механика Томаса Уотсона, который работал в магазине электроприборов. Он-то и стал «правой рукой» Белла и воплотил его идеи в жизнь.
Однажды, во время проведения опытов летом 1875 года аппаратуру исследователей случайно закоротило и по передающей линии прошел электрический ток большой интенсивности. Уотсон в это время сидел в подвале и ругался, а Белл был на чердаке и явственно услышал своего коллегу – звук ругательств пришел по проводам. Так, целой череде случайных совпадений (а может быть, не случайных?) мы обязаны появлению современной телефонии.
Прошло много лет, и в 1973 году случилось новое «техническое чудо»: американец Мартин Купер, директор отдела мобильной связи компании «Моторола», впервые позвонил по мобильному телефону, прогуливаясь по Нью-Йорку. «Мобильник» был размером примерно с кирпич, весил больше килограмма, а на его создание ушло около 15 миллионов долларов. В Америке за громоздкие габариты аппарат так и прозвали – «кирпич» («brick»).
Еще 50-60 лет назад идея компактного переносного телефона казалось такой невероятной, что прохожие невольно оборачивались на Купера. За рубежом считается, что это был первый в мире мобильный телефонный аппарат.
«Монофон» Бабата и автомобильный телефон
На самом деле Купер был далеко не первым. Использовать автоматический радиотелефон, или «монофон», предложил еще во время Великой Отечественной войны советский изобретатель Георгий Бабат. Его устройство должно было работать примерно в том же радиодиапазоне, что и частоты GSM.
Этот стандарт мобильной сотовой связи начал широко применяться только в 90-е годы XX столетия. «Монофон» по идее советского изобретателя, будет оснащаться буквенной клавиатурой, а подключаться он станет к «окончаниям» разветвленной волновой сети. Статья Г. Бабата была опубликована в рубрике «Окно в будущее» в журнале «Техника-Молодежи» № 7-8 за 1943 год. В этом разделе инженеры пытались предсказать, что может произойти в будущем и нередко действительно попадали в цель.
А в 1946 г. два других советских инженера – Г. Шапиро и И. Захарченко – придумали систему радиосвязи с городской телефонной сетью из движущегося автомобиля. Небольшая ультракоротковолновая радиостанция, принимающая и передающая сигналы, располагалась под щитком приборов автомобиля и питалась от его аккумулятора.
В ходе эксперимента, когда автомобиль ездил по улицам Москвы, удалось достигнуть дальности связи 20 км. А в дальнейшем из автомобиля смогли связаться с Одессой. Абонент отправлял радиосигналы на базовую станцию городской АТС, где сразу же включался аппарат, работающий как обычный телефон.
В США в то время еще не было даже близких аналогов подвижных средств телефонной связи. В 1949 г. американские инженеры Д. Ринг и Р. Янг лишь впервые сформулировали понятие «сотовой связи», или «принцип шестиугольных ячеек» – такое расположение приемно-передающих устройств, которое обеспечивало устойчивость радиотелефонной связи при движении абонента. По форме эта система напоминала пчелиные соты, за что и получила свое название. Этот начальный этап развития мобильной связи получил название «поколение 0G».
Мобильный телефон из карманной рации
В 1957 году, на 15 лет раньше, чем в Америке, в СССР был запатентован первый мобильный «Радиофон» – автоматический радиотелефон с прямым набором. Автором этого изобретения является Леонид Куприянович. С устройства можно было позвонить на любой городской телефон в пределах зоны действия передатчика. Его охват составлял тогда 20-30 км.
Сначала Куприянович занимался разработкой портативных раций. Эти устройства также были уникальны для того времени. Например, карманная рация, созданная им в 1955 г. на миниатюрных радиолампах, по весу была такой же, как американские транзисторные рации 1960-х гг.
Через 2 года он собрал рацию размером со спичечный коробок, работающий без перезарядки 50 часов. А в 1960 г. он сделал миниатюрную радиостанцию, которую можно было носить как наручные часы. Аналогичные компактные устройства за рубежом смогли создать только в 1983 г., то есть почти через четверть века.
Как и современные сотовые телефоны, «радиофон» Куприяновича соединялся с городской телефонной сетью через базовую станцию. На одной и той же радиоволне можно было создать до 1 000 каналов связи (соединить тысячу абонентов). Базовую станцию изобретатель предлагал установить на высотном здании.
Для каждого аппарата частоты приема и передачи звука должны были быть свои, чтобы они не «мешали» друг другу. Получается, в этом изобретении уже есть идея о кодировании номера в самом телефоне. Такая же технология используется в современных сетях сотовой связи. Куприянович даже придумал устройство для сжатия речевого сигнала – прототип речевых кодеков.
По расчетам советского инженера, мобильное устройство, запущенное в серийное производство, будет стоить 300-400 рублей. Столько же в то время стоил хороший телевизор. Американский аналог Купера спустя 20 лет продавался гораздо дороже – за 3 500 – 4 000 долларов.
Однако в широкие массы это изобретение не пошло. В то время часто происходило изъятие из гражданской сферы самых перспективных технологий и их безвозвратная передача в оборонно-промышленный комплекс для использования в узкоспециализированных целях. Так произошло и с «радиофоном» Л. Куприяновича.
Его производство было освоено на воронежском оборонном предприятии в виде системы УКВ радиотелефонной связи «Алтай-1». Эта система обслуживала только узкий круг абонентов – всего около тысячи по всей стране. В качестве средства специального назначения тогда использовалась и другая перспективная советская разработка – система автоматического определения номера абонента (АОН). Для широкого круга потребителей она стала доступна только после прихода на рынок импортных систем связи.
Другие статьи, которые могут быть интересны для вас:
100 лучших российских изобретений в 2021 году по оценке «Роспатента»
Победители конкурса изобретателей в Европейском патентном ведомстве в 2022 г.
Как запатентовать идею в России: подробное руководство для изобретателей