"Ніяка нація не може досягти процвітання,
поки вона не усвідомлює, що орати поле таке ж
гідне заняття, як і писати поему "
(Б.Вашінгтон - амер.)
Термін Радіоелектроніка (див. Радіо (техніка) + електроніка) з'явився в 50-х рр. XX ст. який об'єднав великий комплекс галузей науки і техніки, пов'язаних головним чином з проблемами передачі, прийому і перетворення інформації за допомогою електромагнітних коливань і хвиль. Методи і засоби радіоелектроніки використовуються в багатьох сферах сучасної науки і техніки.
Відкриття електричних явищ легенда приписує одному з наймудріших мислителів стародавньої Греції Фалесу. який жив більше двох тисячоліть тому. В околицях давньогрецького міста Магнезія ще в ті часи люди знаходили на березі моря камінчики, що притягали легкі залізні предмети. На ім'я цього міста їх називали магнітами - звідси прийшло до нас слово магніт! Фалес ж знаходив і інші красиві і легкі камінчики, які до того ж були не менш загадковими. Ці привабливі дари моря не притягували залізних предметів як магніти, але володіли також цікавим і загадковим властивістю: якщо їх натирали шерстяною ганчірочкою, то вони притягували легкі пушинки, шматочки сухого дерева або трави. Такі камінчики, що викидаються приливами і хвилями морів, зараз називаються янтарем, який греки тоді називали електроном. Від цього слова згодом виникло слово електрику.
Німецькому вченому Отто Геріке в XVII в. вдалося створити електричну машину, яку видобувають із натирають руками кулі, відлитого з сірки, значні іскри, уколи яких могли бути навіть болючими. При цьому заряджений куля потріскує і світився в темряві (тобто він першим спостерігав електролюмінесценції). Однак розгадка таємниць «електричної рідини», як в той час називали це електричне явище і струм, не була тоді знайдена.
В середині XVII століття в Лейденському університеті (Голландія), вчені знайшли спосіб накопичення електричних зарядів. Таким накопичувачем електрики був скляну посудину, стінки якого зовні і зсередини обклеювали свинцевою фольгою. За назвою університету цю посудину охрестили як лейденська банку. Лейденська банку, підключена обкладинками до електричної машині, могла накопичувати і довго зберігати значні електричні заряди.
У 1893 році Нікола Тесла під час лекції продемонстрував принципи бездротового зв'язку за допомогою земних стоячих хвиль, які докорінно відрізнялися від так названих їм «електромагнітних хвиль Герца».
А.С.Попов не поспішав, працював вдумливо і якісно, як і личить військовому інженеру. До того ж, вчений був пов'язаний клятвеним зобов'язанням - зберігати в таємниці створену ним систему телеграфії без проводів для військово-морського флоту Росії. На відміну від О. С. Попова, Г. Марконі проявив комерційну жилку, і, вчасно пожвавішали, отримав патент і провів перші досліди бездротового телеграфування в Лондоні.
А.С. Попов і Г. Марконі активно працювали над вдосконаленням бездротового зв'язку. Згодом вдалося домогтися збільшення дальності і поліпшення якості зв'язку.
Схема приймача Попова, 1897 р
Передавач Попова, 1897 р
Після цього радіостанції стали використовуватися більш активно і в першу чергу для зв'язку між морськими кораблями і берегом. Військові та цивільні судна почали оснащуватися радіостанціями. Основними виробниками таких радіостанцій тоді були британська фірма «Марконі», французька «Дюкрете» (з нею працював А.С.Попов), американська De Forest. а також німецькі компанії, які в 1903 р створили спільну фірму для випуску радіотехніки - Telefunken. Італійський вчений активно використовував запатентований першість. Він першим почав комерційне просування радіо. За активного сприяння британського уряду його фірмі вдалося захопити найбільшу частину ринку впровадження радіостанцій. В крайньому випадку, для цивільних суден, як правило, не можна було просто купити радіостанцію Марконі. Разом з обладнанням неодмінно надавався «оператор Марконі». Само собою, зрозуміло, за окрему регулярну плату.
Операторам «Марконі» (і на суші, і на кораблях) строго було заборонено встановлювати зв'язок з радіостанціями інших виробників. Від кораблів, які оснащувалися системою О.С.Попова - «Дюкрете» або Telefunken. повідомлення не приймалися. Такий зв'язок в технічному відношенні була б цілком можлива, якби Марконі не встановив свою заборону для зміцнення власної монополії. Таким викликом Марконі багато були обурені. Останньою краплею став казусний випадок з братом німецького кайзера Генріхом. Після інциденту, що стався були прийняті правила по використовуваному алфавітом (Морзе), довжинах хвиль і умовним сигналам. Зокрема, сигналом заклику про допомогу був оголошений знаменитий SOS.
Втративши «хвильову монополію», компанія «Марконі» не перестала бути найбільшим гравцем на ринку радіостанцій і радіозв'язку. З цієї причини Нікола Тесла не зміг захистити в суді свої патенти, пов'язані з цією областю зв'язку. в основу яких їм були закладені інші принципи. Н.Тесла бій проти такого «грошового мішка», як компанія «Марконі» виявилася не під силу. Безперечно, Марконі належить заслуга в тому, що він, заради свого збагачення, винайшов такий маркетинговий хід. Зразком же для інженерів, які, незважаючи «на ринковий тиск», примудряються працювати спокійно і якісно, залишається все-таки А.С.Попов, російський винахідник радіо. Ця людина реальних результатів досяг набагато раніше Марконі і міг би його «обігнати». Однак він вважав за краще спочатку довести роботу до кінця, щоб потім представити реальні результати для повторення іншими.
Після винаходу радіо вчені зрозуміли, що бездротовий зв'язок має непоганий перспективою і направили свої зусилля на вдосконалення радіоприймачів і передавальних пристроїв. Так, коли були створені електровакуумні прилади в 1913 р Мейснер розробив перший автогенератор, який дозволяв отримувати незгасаючі електричні коливання, що було дуже важливим для передавальної техніки. Це відкриття дало в період 1920-1925 рр. потужний поштовх виробництву різних видів лампових радіоприймачів і спорудження ряду радіопередавачів.
Радіотехніка отримала небувалий розвиток. У 1930-1935 рр. був сконструйований ряд нових радіоламп: пентоди, газотрони, тиратрони, комбіновані лампи, і ін. Випала широка можливість, з одного боку, створювати радіоапаратуру і пристрої високої якості, а з іншого -, радіотехніка та її застосування почали проникати в промисловість, приладобудування, вимірювальні пристрою, обчислювальну техніку та інші сфери людського суспільства. Так, наприклад, передача мови і музики на великі відстані за допомогою радіохвиль уявлялося воістину справжнім дивом.
Радіотехніка в значно мірою стимулювала розвиток електроніки. Основи електроніки закладені працями фізиків XII - XIX ст. Так, наприклад, перші в світі дослідження електричних розрядів в повітрі здійснили М. В. Ломоносов з Ріхманом в Росії і незалежно від них американський вчений Франкель.
У 1743 р Ломоносов в оді "Вечірні роздуми про божому велич" виклав ідею про північне сяйво і походження електричної блискавки. Уже в 1752 році М. В. Ломоносов і Франкель показали на досвіді з допомогою "громовий машини", що грім і блискавка є потужні електричні розряди в повітрі. Ломоносов встановив також, що електричні розряди маються на повітрі і при відсутності грози, так як і в цьому випадку з "громовий машини" можна було витягувати іскри. "Громова машина" представляла собою не що інше, як лейденську банку, встановлену в житловому приміщенні. Одна з її обкладок була з'єднана проводом з металевою гребінкою, або вістрям, укріпленим на жердині у дворі.
Не менш значущим на першому етапі розвитку електроніки з'явився винахід російським інженером А.Н.Лодигіним в 1809 році лампи розжарювання, а також відкриття в 1874 році німецьким вченим Брауном випрямного ефекту в контакті метал-напівпровідник.
Другий етап розвитку електроніки традиційно пов'язують зі створенням в 1904 році англійським вченим Флемінгом електровакуумного діода. А в 1905 році американський вчений Хелл використовував властивість газів переходити в плазму при їх іонізації в своєму газотроні - потужному випрямному діод, наповненому газом. Винахід газотрона поклало початок розвитку газорозрядних електровакуумних приладів і виробництва електронних ламп. Значення радіозв'язку з військової точки зору як ніколи стимулювало цю область електроніки. Тому період 1913-1919 рр. пов'язаний з бурхливим розвитком електронної техніки. У Росії перші електровакуумні приймально-підсилювальні радіолампи були виготовлені в 1916-1918 рр. Бонч-Бруєвич.
Розвиток мікроелектроніки та освоєння виробництва інтегральних мікросхем призвело до створення нової елементної бази. Удосконалення інтегральних мікросхем і еволюція нової елементної бази йшли в напрямку збільшення надійності інтегральних мікросхем, потужності безкорпусних елементів, ступеня інтеграції, тобто щільності їх розміщення, розширення робочого діапазону частот і микроминиатюризации. В кінцевому рахунку з'явилися великі інтегральних мікросхеми (ВІС), в яких на один квадратний сантиметр доводилося тоді кілька десятків тисяч елементів. На основі БІС були розроблені ЕОМ четвертого покоління і перспективна обчислювальна техніка.
Завдяки технології БІС на одному крихітному кристалі кремнію стало можливим розмістити таку велику електронну схему, наприклад, як процесор ЕОМ. Однокристальний процесори згодом стали називати мікропроцесорами. Перший мікропроцесор був створений в 1971 р компанією Intel (США). Вартість пристрою розміром з палець становила 200 доларів, але воно було порівняно зі своєї обчислювальної потужності з першої ЕОМ ENIAC. створеної в 1946 р яка займала простір об'ємом в 85 куб. метрів. Першою ластівкою був 4-х розрядний мікропроцесор Intel 4004. який містив 2250 транзисторів і виконував 60 тис. операцій в секунду. Новітня технологія практично відразу ж лягла в основу створення програмованих калькуляторів з величезним, на ті часи (від 4-х до 64-х кілобайт) обсягом оперативної пам'яті, які здатні були обробляти великі масиви даних і з'єднуватися з периферійними компонентами. Мікропроцесори серій 8086 і 8088, що з'явилися в 1978 і 1979 рр. відповідно, відразу були обрані корпорацією IBM для побудови архітектури перших у світі персональних комп'ютерів типу IBM XT і PC-jr.
У той час компанія Intel по суті стала лідером у виробництві мікропроцесорів. Однак останнім часом в системі ринкових відносин з жорсткою конкуренцією, Intel буквально "затиснута" корпораціями AMD і IBM-Cyrix. Зазначені компанії і ряд інших в прямому сенсі слова "переслідують" і, буквально, "наступають на п'яти" в області мікропрограмних технологічних рішень, для створення більш дешевих, а значить високо-конкурентних процесорів. На зміну 32 розрядних мікропроцесорів архітектури х86 прийшли 64-розрядні багатоядерні процесори. На сьогоднішній день компанія Intel готується представити настільний процесор Core i7 990X Extreme Edition. Рішення, засноване на 32-нм архітектурі Westmere-EP. підтримує двопроцесорний режим роботи, дозволило почати виробництво серверного чіпа Xeon X5690. який стане найшвидшим 6-ядерним процесором в світі Xeon X5690. Номінальна частота чіпа становить 3,46 ГГц, а в режимі Turbo Boost робота одного з ядер прискорюється до 3,6 ГГц. Використовувана в мікропроцесорі шина QuickPath Interconnect має пропускну здатність 6,4 гігапередач / с.
Більш того, радіоелектроніка стала потужним знаряддям в появі нових самостійних областей науки. До цього числа слід віднести, наприклад, атомну енергетику. За словами найвизначнішого радянського радіоспеціаліста академіка А. І. Берга, «використання атомної енергії стало можливим значною мірою завдяки застосуванню радіоелектронних методів у фізиці». З радіоелектронікою тісно пов'язана також перспективна наука кібернетика. розвиток якої дозволить повністю автоматизувати велику частину того, що робиться зараз руками людини.
Всі країни світу приділяють виняткову увагу розвитку радіоелектроніки. Наприклад, в США радіоелектронна промисловість займає третє місце, поступаючись лише сталеливарної і авіаційної промисловості. Що таке радіоелектроніка з точки зору світової економіки? Світовий ринок радіоелектроніки більше за обсягом в 4,4 рази ринку нафтопродуктів, в 2,7 рази більше світового енергетичного ринку, приблизно в 2,5 рази більше ринку вантажоперевезень. І взагалі продукція електронної компонентної бази і різних радіоелектронних виробів становить близько 20% від усього світового виробництва.