Арчі Фредерік Коллінз (, також відомий як А. Фредерік Коллінз, — ) — видатний американський експериментатор бездротової телефонії та популяризатор науки, плідний автор книг і статей, що висвітлювали широкий спектр наукових та технічних предметів. Його репутація була заплямована в 1913 році, коли він був засуджений за поштове шахрайство, пов'язане з просуванням акцій. Однак, відбувши рік в ув'язненні, він продовжив писати, включаючи книгу «Настільна книга радіоаматора» (, 1922), яка оновлювалася та публікувалася до середини 1980-х.
Ранні роки життя Коллінз народився в Саут-Бенді, штат Індіана, у родині капітана Томаса Джефферсона та Маргарет Анн (Роллер) Коллінз. Він відвідував державні школи та закінчив , баптистську школу, яка передувала нинішньому Чиказькому університету.«Collins, A(rchie) Frederick» , Who's Who in America, vol. 11, 1920—1921, page 595. Його брат теж письменник, д-р. Томас Баард Коллінз.
Після закінчення навчання Фредерік Коллінз з 1888 року почав працювати в у Чикаго. Він одружився з Евелін Банді 28 червня 1897 року, і у них народився син Ворджіл Дьюї Коллінз, який також став письменником, похвально коментуючи деякі книги батька. Коллінз проживав у літньому будинку під назвою «Роги» в окрузі Рокленд, штат Нью-Йорк, в селищі Конджерс, і мав друге місце проживання у Флориді. Його зимовою резиденцією був Нью-Йорк.
Бездротова телеграфія
Професійні інтереси Коллінза були зосереджені на радіо, захоплюючій технології, яка була на ранній стадії ще за його життя. Генріх Герц виявив радіохвилі в 1887 році, а Гугліелмо Марконі розробив перші практичні радіотелеграфні передавачі та приймачі в 1895 році. Коллінз став експертом у галузі радіотехнологій, написав багато книг на цю тему та провів дослідження для вдосконалення радіокомпонентів.
Незвичайним прикладом були його експерименти з використанням мозкової тканини для виявлення радіохвиль. Перші радіоприймачі до 1904 року використовували примітивний пристрій, званий когерером, для виявлення радіохвиль. Погана продуктивність когерера призвела до проведення багатьох досліджень для знаходження кращого детектора радіохвиль. Коллінза заінтригували повідомлення людей, які «прогнозують погоду» через болі й недуги у їхньому тілі. Так, наприклад, удари блискавки, які були сильними джерелами радіохвиль, викликали судоми у людей поблизу, які насправді не були вражені. Оскільки було відомо, що мозок працює електрично, Коллінз вважав, що він може бути чутливим до радіохвиль. Він подавав постійний струм від акумулятора до двох електродів у розсічених мозках тварин, викликаючи невеликий струм через тканину, як у когерері. Потім він опромінював мозок імпульсами радіохвиль від герц- іскрового радіопередавача і слухав навушниками ланцюг. Якби радіохвилі викликали зміни провідності нервової тканини, це спричинило б минущі зміни струму, які було би чути як «клацання» у навушниках. Його дослідження завершилися експериментами над людським мозком від свіжого трупа. Коллінз стверджував, що на мозок має «когеринговий» ефект, його провідність змінюється при опроміненні. Однак інші дослідники не змогли відтворити це явище.
Бездротова телефонія
«Іскрові» радіопередавачі в часи Коллінза не могли передавати звук (аудіо), як це роблять сучасні передавачі AM та FM. Справа в тому, що розряд іскри не може виробляти безперервні хвилі, а лише амортизовані хвилі . Замість передачі інформацію телеграфією, оператор вимикав і перемикав перемикач телеграфною клавішею, щоб виробляти імпульси різної довжини демпфірованих радіохвиль для написання текстових повідомлень у коді Морзе . В останні роки століття багато дослідників бездротового зв'язку, такі як Регінальд Фессенден, Ернст Румер, Вільям Дюбільєр, Квіріно Майорана та Вальдемар Поулсен працювали над розробкою безперервних хвильових передавачів, які могли б модулюватися для передачі звуку, радіотелефонії .
Коллінз почав самостійно досліджувати цю тему в 1898 році. У листопаді 1899 р. Американська компанія бездротового зв'язку та телеграфів зі штаб-квартирою у Філадельфії, штат Пенсильванія, була заснована біржовим промоутером акцій доктором Густавом П. Герінгом, як перша американська фірма радіозв'язку. Спочатку Коллінз виступав головним технічним радником цієї компанії, однак незабаром покинув фірму, навіть вимагаючи змінити його фотографію в проспекті компанії, щоб зробити його не впізнаваним.«Wireless Telegraphy that Sends No Messages Except By Wire» , New York Herald, October 28, 1901, p. 4. (fultonhistory.com)
Коллінз повернувся до своїх власних досліджень бездротових телефонних систем, що використовували провідність, індукцію та врешті радіохвилі. Він створив невелику лабораторію будинку № 132 на Південній Шостій вулиці у Філадельфії, створивши компанію з розробок, яка спочатку отримувала приватне фінансування та не продавала акції для населення.«Telephoning: Via Mother Earth Without Wires System Being Perfected» , Honolulu Independent, September 4, 1900, p. 4. Зробивши початкові випробування в мисці з водою,«Wireless 'Phones First Real Test» , New York World, July 21, 1903, p. 12. він повідомив, що потім зробив стійкий, хоча дещо обмежений, прогрес із підходами провідності та індукції, досягнувши відстані передачі 60 метрів (200 футів) у 1899 році, 1,5 кілометра (1 миля) через річку Делавер у 1900 році та 5 кілометрів (3 милі) у 1902 році. Того ж року він побудував дві експериментальні станції на озері Рокленд-Лейк, штат Нью-Йорк, розділених відстанню в 1,5 кілометра (1 миля), які успішно встановили двосторонній зв'язок. У 1903 році він зробив випробування на коротких дистанціях на річці Гудзон у Нью-Йорку, на борту паромів Джон Дж. Маккаллоу та Ріджвуд а в липні того ж року передбачив, що "за порівняно короткий проміжок часу, я впевнений, дзвонитиму через океан ".
Провідниковий та індукційний бездротовий телефонний апарат Коллінза був подібний до того, який використовували Олександр Грехем Белл, Амос Долбер та Натан Стаблфілд . Робота Белла ніколи не виходила за межі демонстраційної стадії, і патент Долбеара, контрольований Американською компанією бездротового зв'язку та телеграфів, був визнаний судами США в основному непрактичним. У 1902 році Стабблфілд продав права на свою систему новоствореній Бездротовій телефонній компанії Америки, а до серпня в рекламі цієї компанії було зазначено, що «Натан Стаблфілд і проф. А. Фредерік Коллінз зараз працюють разом в інтересах цієї компанії»«Personal», Western Electrician, August 30, 1902, p. 145., і що були плани «ліцензувати дочірні компанії в кожному штаті Союзу».«Wireless Telephone Company of America» (advertisement), Paducah (Kentucky) Sun, August 7, 1902, page 4. Однак Стаблфілд фактично вийшов з фірми в червні, через свою стурбованість тим, що це насамперед шахрайська схема просування акцій.Kentucky Farmer Invents Wireless Telephone by Bob Lochte, 2001, p. 74.
У травні 1903 р. Коллінз утворив Морську бездротову телефонну компанію Коллінза, яка пізніше була перейменована на Бездротову телефонну компанію КоллінзаWireless Communication in the United States by Thorn L. Mayes, 1989, p. 95. і виконував функції технічного директора до 1910 року. Незважаючи на початковий оптимізм Коллінза, він не мав більшого успіху, ніж інші, у розробці комерційної системи, що використовує провідну або індукційну передачу, через властиві цим технологіям обмеження. Далі він почав розробляти радіотелефон, який використовував безперервні радіохвилі. У 1904 році данський винахідник Вальдемар Пулсен представив дуговий передавач, який, на відміну від переривчастих імпульсів, що виробляються іскровими передавачами, створював стійкі сигнали, які можна використовувати для модульованої амплітудою передачі звуку (AM). Поульсен продав права США на свої патенти Федеральній телеграфній компанії, але Коллінз стверджував, що в 1902 році він незалежно розпочав дослідження цієї самої ідеї.
13 березня 1906 Коллінсу було видано патент США 814 942 на поліпшення дугового передавача, в якому відокремлений мікрофонний ланцюг від дугового ланцюга, щоб уникнути проблеми вигорання мікрофона від дугового струму.U.S. Patent 814,942 , «Wireless Telephony.» Filing date: August 21, 1905. Issue date: March 13, 1906. Retrieved November 1, 2008. Хоча це було лише поглибленим вдосконаленням існуючих технологій дугопередавача, рекламні акції компанії стверджували, що цей патент є «широким, охоплюючим основні принципи передачі та прийому чіткої мови без з'єднання проводів», який нібито «вважався найвищим органом патентного права — одним із найсильніших, що видавався з моменту наданого Беллу в 1876 році»«The Collins Wireless Telephone Company» (advertisement), Los Angeles Herald, February 23, 1908, Part II, p. 7. (Ранні покупці телефонних акцій Белла вже пожинали статки, тому це була загальна тактика просування акцій першими радіокомпаніями для справляння враження на покупців, бажаючих швидко розбагатіти.«Fools and Their Money» (fourth article) by Frank Fayant, Success, January 1907, p. 11.
Електромагнітне випромінювання (радіохвилі), що виробляється дуговими передавачами, створювалося електричною дугою, що горить між двома електродами. У випадку Коллінза електроди оберталися в протилежних напрямках, щоб забезпечити рівномірний знос їх поверхонь, таким чином отримали назву «обертової коливальної дуги».Wireless Telegraphy and High Frequency Electricity by H. LaV. Twining (Wireless Telephony chapter by William Dubilier), 1909, pp. 188—193. Коллінз також розробив кілька одиничних мікрофонів з водяним охолодженням, які могли переносити більш сильні струми від 8 до 10 ампер. Для приймача він використовував термоелектричний детектор власної конструкції.
Коллінз почав демонструвати радіотелефонні передачі зі своєї лабораторії за адресою 51 Клінтон-Стріт у Ньюарку, штат Нью-Джерсі, які відправлялися у дедалі віддаленіші місця. 9 липня 1908 р. Було проведено випробування в будівлі Сінгера в Нью-Йорку, за 19 кілометрів (12 миль). За повідомленнями, передачі протягом наступних двох днів були отримані у Конджерсі, Нью-Йорк, на відстані 56 кілометрів (35 миль) та Філадельфії, на відстані 130 кілометрів (81 миля).«The Collins System of Long-distance Wireless Telephony», Scientific American, September 19, 1908, pp. 185—186. Відвідавши демонстрацію в жовтні 1908 року на Нью-Йоркському електрошоу, Гугліелмо Марконі сказав: «Бездротова телефонія — це здійснений факт, а містеру Коллінзу належить заслуга її винаходу… Чіткість переданого голосу дивовижна».«The Collins Wireless Telephone at the Electrical Show», The Edison Monthly (The New York Edison Company), October 1908, Volume 1, no. 6, pp. 151—152. У 1909 році Коллінз стверджував, що його компанія встановила чотири радіотелефонних зв'язки, що функціонували одночасно між Портлендом, Мен та сусіднім островом, хоча мало підтверджень того, що це було правдою. Того ж року він виставив свій бездротовий телефон на виставці Аляска — Юкон — Тихий океан і був нагороджений золотою медаллю.
Незважаючи на повідомлення про успіхи Коллінза, він насправді не встиг створити комерційно життєздатний радіотелефон. Це було справедливо і для інших експериментаторів, які проводили в цей час радіотелефонні дослідження дугового-передавача, включаючи Лі де Фореста та Чарльза Геррольда. Незважаючи на всі свої зусилля, дугопередавачі виявилися занадто нечистими, щоб їх можна було використовувати для передачі звуку, і успішний радіотелефон не був реалізований, доки в середині 1910-х не були розроблені передавачі на вакуумних лампах.