Năm 1910, Marconi đã mở một dịch vụ truyền tin không dây giữa Mỹ và Châu Âu và vài tháng sau đó, người ta đã tóm được một tên giết người trốn thoát từ Anh ngay trên biển bằng những thông tin được truyền đi bằng dịch vụ này. Năm 1912, dịch vụ truyền điện tín bằng sóng radio xuyên Thái Bình Dương đầu tiên đã được thiết lập giữa San Francisco và Hawaii.

Lee De Forest – Cha đẻ của đài phát thanh

Dịch vụ truyền tin bằng sóng radio ở những nước khác phát triển khá chậm do các thế hệ máy phát sóng ban đầu có chi phí chế tạo khá cao, dòng điện trong hệ thống và luồng điện phóng giữa các điện cực cũng chưa được ổn định. Tuy nhiên, sau đó máy phát điện tần số cao của Alexanderson và ống Triode chân không của De Forest đã khắc phục được phần lớn những khuyết điểm ban đầu này.

Lee DeForest và phát mình chiếc đèn triot 3 chân của mình.​ (Ảnh chụp vào khoảng năm 1914 đến 1932, nguồn Wikipedia)​

Lee De Forest đã phát minh ra thuật điện báo trong không gian sử dụng bộ khuếch đại Triode và đèn 3 cực (Audion). Trong những năm 1900, sự phát triển của công nghệ phát thanh đạt một cột mốc mới với việc phát hiện ra hiện tượng bức xạ điện từ. Lee De Forest chính là người phát hiện ra hiện tượng này. Theo đó, bức xạ điện từ có thể làm khuếch đại tín hiệu tần số vô tuyến được phát đi bởi các ăng-ten trước khi được thu lại bởi một máy dò nhận. Tín hiệu phát đi có cường độ mạnh hơn so với trước đó. De Forest cũng chính là người đầu tiên đặt tên cho hệ thống khuếch đại này là “Đài phát thanh”.

Phát minh của De Forest chính là bộ khuếch đại và biến điệu (Amplitude-Modulated) hay sóng radio AM cho phép tín hiệu được phát đến nhiều trạm khác nhau so với phương pháp truyền tin bằng tia spark-gap trước đây chỉ cho phép truyền tin giữa 2 điểm. Đây chính là tiền đề của công nghệ truyền thanh bằng sóng radio hiện đại mà De Forest chính là cha đẻ.

Ứng dụng trong quân sự và thời kỳ bị kiểm soát

Khi Mỹ tham gia vào Chiến tranh thế giới lần thứ nhất, tất cả các đài phát thanh ở Mỹ đều được kiểm soát bởi quân đội để ngăn chặn khả năng các điệp viên của đối phương sử dụng nó để truyền thông tin. Chính phủ Mỹ cũng đã tiếp quản quyền kiểm soát tất cả các bằng sáng chế liên quan đến công nghệ vô tuyến này.

Năm 1919, sau khi chính phủ bãi bỏ chính sách giới hạn các bằng sáng chế này, Tổng công ty phát thanh của Mỹ (RCA) được thành lập để kiểm soát việc phân phối và ứng dụng các bằng sáng chế có liên quan tới radio đã bị hạn chế trong chiến tranh.

Tiếng nói phát thanh đầu tiên

Tiếng nói của con người được truyền đi qua đài phát thanh vẫn còn là một vấn đề gây tranh cãi. Có lập luận cho rằng tiếng nói đầu tiên được công nhận là “Hello Rainey” của Nathan B. Stubblefied nói với người cộng tác của mình ở Muray bang Kentucky vào năm 1892. Một lập luận khác lại cho rằng tiếng nói phát thanh đầu tiên thuộc về chương trình thử nghiệm trò chuyện của Reginald A. Fessenden vào năm 1906 và được nghe bởi một thiết bị radio trên những con tàu cách đó hàng trăm dặm.

Reginald A. Fessenden và hệ thống phát thanh của mình.

Nhà phát minh người Canada, Reginald A. Fessenden nói trên còn được biết đến với phát minh biến điệu sóng radio và máy dò độ sâu. Fessenden là một nhà hóa học từng làm việc cho Thomas Edison trong những năm 1880. Sau đó, ông thành lập công ty của riêng mình và phát minh ra phương pháp biến điệu sóng vô tuyến dựa vào “nguyên tắc phách” (heterodyne principle) cho phép truyền tín hiệu trong không trung mà không bị nhiễu.

Các chương trình phát thanh “đúng nghĩa” được khai sinh

Ảnh chụp đài phát thanh NAA ở Arlington vào năm 1917. (Nguồn: virhistory)​

Vào năm 1915, giọng nói đầu tiên được đài phát thanh hải quân NAA ở Arlington, bang Virginia truyền đi xuyên lục địa, từ New York đến San Francisco, vượt qua Đại Tây Dương đến tháp Eiffel tại Paris. Ngày 2 tháng 11 năm 1920, đài phát thanh KDKA – Pittsburgh đã phát sóng kết quả bầu cử Harding-Cox và bắt đầu một chương trình phát thanh hàng ngày.

Năm 1927, hệ thống thông tin vô tuyến nối liền Bắc Mỹ Và châu Âu được thành lập, và 3 năm sau đó có thể kết nối thêm Nam Mỹ. Cho đến năm 1935, các cuộc gọi đầu tiên được thực hiện trên toàn thế giới, sử dụng kết hợp cả hệ thống truyền thanh hữu tuyến và vô tuyến.

Sự ra đời của sóng FM và đài phát thanh ngày nay

Năm 1933, Edwin Howard Armstrong phát minh ra sóng radio biến tần (frequency-modulated) hay còn gọi là sóng radio FM. Sóng FM có ưu điểm là hạn chế sự gây nhiễu sóng của các thiết bị điện tử khác và từ trường của Trái Đất. Đến năm 1936, tất cả các thông tin liên lạc điện thoại xuyên Đại Tây Dương của Mỹ được truyền sang Anh và Paris đều ứng dụng phương pháp này. Tính đến thời điểm đó, mạng lưới thông tin liên lạc cả hữu tuyến và vô tuyến có thể kết nối Mỹ với gần 187 điểm khác ở nước ngoài.

Hình ảnh Howard và chiếc máy Radio bắt sóng FM đầu tiên trong chuyến trăng mật cùng vợ mình​. (ảnh chụp năm 1923, nguồn: world.std)​

Từ đó, công nghệ vô tuyến luôn được phát triển một cách cực kỳ nhanh chóng. Năm 1947, các nhà khoa học tại phòng thí nghiệm Bell Labs tại New Jersey, Mỹ đã phát minh ra bóng bán dẫn. Và vào năm 1954, Tokyo Telecommunications Engineering Corp – tiền thân của Sony là công ty đầu tiên sản xuất radio bán dẫn di động.

Đài bán dẫn đầu tiên của Sony. (Nguồn: xtimeline)​

Năm 1965, một hệ thống ăng ten phát sóng FM đầu tiên trên thế giới được xây dựng trên tòa nhà Empire State ở New York cho phép các đài phát thanh FM tư nhân có thể phát sóng từ 1 nguồn đến đồng thời nhiều bộ thu khác nhau. Đây cũng chính là mô hình đài phát thanh được áp dụng rộng rãi trên toàn thế giới cho đến ngày nay.

Chi tiết chiếc ăng ten phát sóng FM đàu tiên trên đỉnh tòa nhà Empire State​. (Ảnh chụp vào khoảng năm 1965, nguồn: lnl.com)​

Kết

Như vậy, từ các nghiên cứu đầu tiên về lý thuyết sóng điện từ, cho đến những tín hiệu hết sức sơ khai như một ký tự S bằng mã Morse hay một câu “hello” được truyền giữa 2 điểm, chúng ta đã có hàng loạt đài phát thanh hiện đại ngày nay với các chương trình tin tức, thời sự, giải trí vô cùng phong phú và đa dạng.

Ẩn dưới tất cả những thành công đó là một nỗ lực vô tận của các nhà khoa học, các nhà phát minh nhằm biến cái không thể thành có thể, biến truyền tin hữu tuyến thành vô tuyến. Qua đó, tạo ra sự tiện ích và hàng loạt các ứng dụng của phương pháp truyền tín hiệu không dây cho nhiều lĩnh vực khác nhau.