Попов прекрасно понимал огромное значение беспроволочной связи, но большая педагогическая работа и постоянные материальные затруднения отвлекали его от серьезной работы с радиоволнами. Только с 1893 года изучение электромагнитных волн стало его основным занятием. Результаты не замедлили сказаться: уже в следующем году ученый располагал достаточно надежно работавшим возбудителем электромагнитных колебаний.
Впрочем, резонатор, предложенный в качестве приемника еще Герцем, совершенно не удовлетворял Попова.
Зная о работах французского физика Э. Бранли и английского физика О. Лоджа над изменением электрического сопротивления металлических порошков под влиянием электрических разрядов, Попов в своем приемнике решил использовать в качестве чувствительного к электромагнитным волнам элемента так называемый когерер. Для придания большей чувствительности и автоматичности в работе приемной установки Попов впервые применил звонковое приспособление для автоматического встряхивания когерера и специальное реле для приведения в действие звонка. Кроме того, приемник был достаточно надежно экранизирован от непосредственного воздействия переменных полей.
В 1894 году действие прибора Попова распространялось уже на несколько метров.
Продолжая эксперименты, Попов установил, что дальность действия прибора значительно увеличивается, если присоединить к когереру провод. Так появилась первая приемная антенна, принципиально изменившая условия действия всей схемы. Тогда же Попов и его помощник П. Н. Рыбкин обнаружили, что созданный ими приемник отчетливо реагирует на грозовые разряды. Использовав это свойство, Попов создал прибор, надежно регистрировавший электрические разряды на значительных расстояниях – тот самый грозоотметчик, который считается первой в мире приемной радиостанцией.
7 мая 1895 года Попов выступил в Русском физико-химическом обществе с публичным докладом «Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям». Там же он продемонстрировал и свой грозоотметчик. А закончил доклад словами: «…В заключение я могу выразить надежду, что мой прибор при дальнейшем усовершенствовании его может быть применен к передаче сигналов на расстояние при помощи электрических колебаний, как только будет найден источник таких колебаний, обладающий достаточной энергией».
День 7 мая считается днем изобретения радио.
Летом 1895 года грозоотметчик Попова, снабженный регистрирующим приспособлением, был установлен на метеорологической станции Петербургского лесного института. Там прибор в течение долгого времени успешно отмечал приближение гроз. В 1896 году на Всероссийской выставке в Нижнем Новгороде Попов был отмечен дипломом «За изобретение нового и оригинального инструмента для исследования гроз».
В январе 1896 года в «Журнале Русского физико-химического общества» увидела свет статья Попова «Прибор для обнаружения и регистрирования электрических колебаний». В приложении к статье приводились схема и подробное описание принципа действия первого в мире радиоприемника. Это свидетельствует о том, что Попову с самого начала его работы была очевидна возможность передачи сигналов на расстояние без проводов.
В течение зимы 1895–1896 годов Попов продолжал начатую работу в Минном офицерском корпусе в Кронштадте.
На этот раз он поставил задачу построить прибор для передачи сигналов на расстояние и уже в марте достиг результата. Расположив приемный и передающий аппараты в разных помещениях Русского физико-химического общества на расстоянии 250 метров, Попов передал первую в мире радиограмму.
Она состояла всего из двух слов – «Генрих Герц».
Именно «Генрих Герц», заметьте, а не «Александр Попов».
Это много говорит о характере ученого.
В июне 1896 года, то есть через несколько месяцев после публикации знаменитой статьи Попова, итальянец Г. Маркони подал в Англии патентную заявку на аналогичное изобретение. Но сведения об опытах и приборах Маркони были опубликованы только через год – в июне 1897 года. Появление публикации Маркони побудило Попова выступить со специальными заявлениями в отечественной и зарубежной печати. В 1900 году несомненные и неоспоримые заслуги русского ученого были официально отмечены присуждением ему Почетного диплома и Золотой медали на 4-м Всемирном электротехническом конгрессе в Париже.
Весной 1897 года Попов начал практические опыты в Кронштадской гавани.
Сперва он пользовался приборами, изготовленными для лекционных демонстраций, но уже в 1898 году применил первые две приемно-передающие станции. С их помощью удалось установить связь между учебным судном «Россия» и крейсером «Африка».
Эти опыты окончательно подтвердили возможность беспроволочной связи в любых метеорологических условиях, – в частности, в тумане, когда обычная световая сигнализация не может быть применена.
К лету 1897 года на средства, выделенные Морским министерством, инженер Дюкрете изготовил для Попова еще три приемно-передающие станции. Они были установлены на броненосцах черноморской эскадры «Георгий Победоносец» и «Три Святителя». С помощью новых станций была достигнута дальность связи уже в 5 километров.
Следует отметить, что все эти опыты, как имевшие военное значение, не предавались в то время огласке.
Тогда же Попов подметил явление отражения радиоволн от предметов, в том числе и от кораблей, находящихся на пути распространения радиоволн.
Открытое им явление легло позже в основу радиолокации.
В 1898–1899 годах экспериментальные работы с радио были продолжены одновременно и на Балтийском и на Черном морях.
В ходе испытаний П. Н. Рыбкин, помощник Попова, обнаружил возможность принимать сигналы не только на телеграфный аппарат, но и на слух. Вполне оценив открытие, Попов незамедлительно приступил к разработке нового устройства. Уже в 1899 году он подал заявление на выдачу привилегии на «Приемник депеш, посылаемых помощью электромагнитных волн».
И такую привилегию он получил: в 1901 году за номером 6066.
Попов постоянно напоминал руководителям Морского министерства, что работы по передаче сигналов на расстояние без проводов интенсивно ведутся и в других странах. Но только серия успешно проведенных им работ заставила Морское министерство всерьез заняться построенными приборами. Сперва Попов доказал их эффективность, осуществив успешную операцию по снятию севшего на камни у острова Гогланд в Финском заливе броненосца «Генерал-адмирал Апраксин». Затем, в январе 1900 года, была установлена радиосвязь между островом Гогланд и городом Коткой. И тогда же, благодаря новому средству связи, удалось спасти группу рыбаков, унесенных на льдине в открытое море: получив по радио приказ, ледокол «Ермак» незамедлительно вышел в море, где отыскал людей, терпящих бедствие.
Летом 1901 года Попов провел опыты передачи сигналов на расстояние до семидесяти миль – на Черном море, во время следования эскадры из Севастополя в Новороссийск. В то же время он установил радиосвязь между Одессой и Тендровской косой, а также между донскими гирлами в Таганрогском заливе. В 1903 году Попов подал в Правительство докладную записку о возможности постоянной радиотелеграфной связи между Россией и Болгарией.
Убедившись, наконец, в эффективности приборов Попова, Морское министерство приказало ввести на флоте беспроволочный телеграф.
К сожалению, специальная мастерская по ремонту и изготовлению приемно-передающих станций, созданная в Кронштадте в 1900 году, не имела ни достаточно подготовленного персонала, ни необходимого оборудования для того, чтобы обеспечить радиостанциями хотя бы военные корабли. Накануне русско-японской войны русское морское командование буквально наспех вынуждено было снабжать боевые эскадры новой связью. При этом выяснилось, что получить необходимое количество радиостанций можно было лишь заказав их у какой-либо из иностранных фирм.
В Минном офицерском классе Попов проработал восемнадцать лет.
Службу в Минном классе он оставил только в 1901 году, когда Петербургский электротехнический институт присудил ему звание почетного инженера-электрика и предложил возглавить кафедру физики.
На Аптекарском острове, где располагались здания института, Попов начал читать специальный курс. Преподавание, к сожалению, мало оставляло времени ученому для опытов. Таким образом, лето 1902 года оказалось последним, когда Попов принимал непосредственное участие в опытных работах.
К этому времени в России имя Попова было широко известно.
Но известность не всегда помогала организовать работу так, как того хотелось. Электротехнический институт находился в ведении Министерства внутренних дел, это создавало ряд сложностей. Только в 1905 году, когда правительство ввело некоторые политические свободы, высшая школа получила автономию.
