ניקולה טסלה
המצאותיו ופיתוחיו המדעיים > פעילותו בתחום מערכות אל-חוטיות > טסלה והמצאת הרדיו

טסלה הקדים את מרקוני בהמצאת הרדיו ושידר את שידור הרדיו הראשון בעולם בשנת 1893, אולם לא השכיל לפתח את המצאתו ומרקוני נחקק לעד בזיכרון הקולקטיבי כממציא הרדיו. נכון לסוף המאה ה-19 היה ברור שתקשורת אל-חוטית היא בת השגה. חידושים תאורטיים וניסיוניים בתקופה זו הובילו לפיתוח מערכות תקשורת רדיו אל-חוטיות ראשוניות. כמה עבודות מוקדמות נעשו על ידי השפעות מקומיות וניסויים של אינדוקציה אלקטרומגנטית. בשנת 1890 הסדיר טסלה פטנט על אלטרנטור שהפיק זרם בתדר גבוה של כ-10,000 הרץ. הפטנט של טסלה דיכא את צליל ההפרעות הרעשני של תדרי המשדר.
בשנת 1891 החל ניקולה טסלה את מחקרו בתחום פיתוח הרדיו. בסביבות יולי 1891 פיתח מכשירי אלטרנטור שונים שהפיקו 15,000 מחזורים בשנייה. בשנת 1892 נשא הרצאה בשם "ניסויים עם זרמי חילופין בעלי פוטנציאל גבוה ותדירות גבוהה" בפני מכון מהנדסי החשמל של לונדון, ובה הציע כי ניתן להעביר מסרים ללא חוטים. הוא חזר על הרצאה זו במכון המלכותי ובאגודת הפיזיקאים הצרפתית בפריז. טסלה הבין שהוא השיג, על ידי שימוש בתדרים גבוהים מאוד, יתרונות רבים בניסויים שלו, כמו האפשרויות לעבוד עם מוליך אחיד. בהעברת תדרים באמצעות מוליכים, הוא התמודד עם לחץ גבוה וזרימה גבוהה. לקראת סוף ההרצאה, הוא הציע לשלוח על גבי המוליך תנודות זרם של תדרים גבוהים מאוד במרחק עצום מבלי להשפיע רבות על אופי התדרים וכי ניתן לבצע קשר טלפוני מסוג זה מעבר לאוקיינוס האטלנטי. הוא גם הציע שידור דרך קרום כדור הארץ. טסלה משך את תשומת לבו של כל העולם המדעי על ידי ניסוייו בעניין זרמים חשמליים בתדירות גבוהה.
טסלה קבע כי עבור מכשיר המייצר גל מלא נדרשים שבעה מרכיבים בסיסיים, שהם כדלקמן: שנאי סליל האינדוקציה או מקור כוח אלקטרומוטורי חלופי, מעבה (Condenser), פריקה (מכשיר או מעגל המשחרר אנרגיה או מטען חשמלי מאוחסן מסוללה, קבלים או מקור אנרגיה אחר), אינדוקציה המרווה את הארקה, שנאי התנודה, השראות המתכווננת לפי תקופה והבקר של הסליל או השנאי. לתופעות בתדירות הגבוהה שטסלה פיתח והציג לראשונה היו בעיקר עניין מדעי ולא מעשי; אך טסלה הפנה את תשומת הלב לעובדה שעל ידי לקיחת 'מתנד טסלה', הארקה של צד אחד שלו וחיבורו של הצד השני לגוף מבודד של משטח גדול, כך שניתן היה לשדר תנודות חשמליות למרחק רב ולתקשר בכך דרך מתנדים אחרים קולטים. טסלה הפליג בתוכניותיו בפיתוחים דוגמת המצאת הרדיו-טלגרפיה כפי שהייתה ידועה בתחילת המאה ה-20.
בשנת 1894 פרסם ט. סי. מרטין את "ההמצאות, המחקרים והכתבים של ניקולה טסלה" (The Inventions, Researches and Writings of Nikola Tesla), ובו פירוט על עבודתו של טסלה בשנים הקודמות. מדענים, ממציאים ונסיינים שונים החלו לחקור שיטות אל-חוטיות וזאת במקביל לעבודתו של טסלה. הישגיו של טסלה הכילו מעגלי תנודה בעלי קיבולת והשראות מכוונות. בשנת 1895 הפיק אותות על ידי אלטרנטורים בתדר גבוה ברחבי ניו יורק מהמעבדה שלו בשדרה החמישית. על ידי כוונון של מספר מקורות בתדרים מעט מופרדים, הוא הצליח לעקוב אחר השידור בתדר פעימות נקלט. שידור וקרינה של אנרגיית תדרי רדיו הייתה תכונה שהוצגה בניסויים של טסלה, שהציע שהיא עשויה לשמש לתקשורת של מידע. טסלה מאוחר יותר, ב-6 באפריל 1897, הסביר את שיטות השינוי שלו בתדרי האנרגיה החשמלית על ידי פריקות מעבים מתנדנדים בהרצאתו "זרם לנארד ורנטגן ומכשירים חדשים שניתן לייצר מהם".
טסלה המשיך לעבוד עם תהודה, וב-22 בספטמבר 1896 נרשם פטנט 568,178 - "שיטת ויסות מכשירים לייצור זרמים חשמליים בתדירות גבוהה" (Method of Regulating Apparatus for Producing Electric Currents of High Frequency). הפטנט, לפי טסלה, היה להמצאה ה"אל-חוטית האמיתית". מכשיר הפטנט הסדיר את האנרגיה שמספקת מערכת לייצור זרמים בתדר גבוה. המכשיר מורכב ממעגל בצד האספקה שזרם מופנה למעגל טעינה בעל אינדוקציה עצמית גבוהה, מעבה (טעון על ידי מעגל האספקה), מעגל אחר (בעל אינדוקציה עצמית נמוכה) עבור פריקה, ואמצעים לבקרת הטעינה והפריקה. השיטה האמורה מבוססת על גבי שינוי היחס בין התדרים המשתנים של הדחפים במעגל המרכיבים את המערכת.