Ausbildung und Berufseinstieg

Alexanderson war der Sohn von Aron Martin Alexanderson (1841–1930), einem Professor für klassische Sprachen an der Universität Uppsala und seiner Frau Amelie Charlotta Margareta geb. Heidenstamm. Seinem früh entdeckten Interesse folgend, studierte er elektrisches und mechanisches Ingenieurwesen an der Universität Lund und an der Technischen Hochschule Stockholm. Nach seinem Studienabschluss promovierte Alexanderson etwa ein Jahr bei Adolf Slaby an der Technischen Hochschule Charlottenburg.

Während seiner Zeit in Berlin las Alexanderson das Buch Theory and calculation of alternating current phenomena von Charles P. Steinmetz und war davon so begeistert, dass er im Jahr 1901, nach Abschluss seiner Promotion, beschloss in die Vereinigten Staaten auszuwandern und sich bei Steinmetz in Schenectady um eine Anstellung zu bewerben. Kurz nach seiner Ankunft in den Staaten besuchte Alexanderson zunächst Thomas Alva Edisons Forschungseinrichtung in Menlo Park. Er gewann jedoch den Eindruck, nach den großen Tagen unbeschränkten Forschens habe dort ein autokratisches System Einzug gehalten und deshalb zog er seine Bewerbung bei der Edison Company zurück.

Alexanderson übernahm zunächst eine Stelle als technischer Zeichner bei der C & C Electrical Company in New Jersey, bemühte sich aber weiter um eine Anstellung bei großen Unternehmen, vor allem Westinghouse und General Electric (GE). Im Dezember 1901 traf er sich mit Steinmetz und seinem Assistenten Ernst Julius Berg. Berg war etwa acht Jahre zuvor ebenfalls aus Schweden eingewandert. Auf Empfehlung von Steinmetz nahm General Electric Alexanderson ab Februar 1902 als technischen Zeichner unter Vertrag. Daneben ließ man ihn verschiedene Fortbildungskurse besuchen, bevor er 1904 zum Ingenieur aufrücken durfte. Seine erste Patentidee im Oktober 1902 betraf ein Relais zum Schutz vor Kurzschlüssen in der Produktion. In der Folge konnte GE auf zwischen den Arbeitsstationen bis dahin erforderliche Schutz- und Messgeräte verzichten und sparte dadurch viel Geld. Quellen berichten, Alexanderson sei sich seines Werts bewusst und sehr ehrgeizig gewesen. Mit seinen Aufgaben als Zeichner war er gelangweilt und mit dem Gehalt sehr unzufrieden. Bei jeder sich bietenden Gelegenheit habe er versucht, sich beruflich zu verbessern oder eine Gehaltserhöhung auszuhandeln. Auf dem Weg zum zweiten Patent, diesmal zur Verbesserung eines Wechselstrom-Motors, erkannte Steinmetz bei der Durchsicht ein Design-Problem. GE brach sofort alle Vorbereitungen zum Patentantrag ab. Als Alexanderson eine Lösung für das Problem gefunden hatte, schwieg er zunächst gegenüber seinem Arbeitgeber und versuchte durch Verkauf an ein anderes Unternehmen mehr Gewinn für sich herauszuschlagen.

Alexanderson-Alternator

Während dieser Zeit arbeitete man bei General Electric im Auftrag von Reginald Fessenden an der Konstruktion eines Langwellensenders, der um ein Vielfaches stärker sein sollte, als alle bisher existierenden. Nach damaligen Stand der Technik ein Maschinensender bzw. Alternator mit einem Hochfrequenz-Generator oder Dynamo als Kernstück. Auf einer Metallscheibe angeordnete Pole, die von einem Motor auf hohe Umdrehungszahl angetrieben wurde, erzeugten eine Wechselspannung, die dann direkt in einen Antennenkreis gespeist wurde. Die in den großen und schweren Maschinen auftretenden Kräfte auch bei extrem hohen Drehzahlen unter Kontrolle zu halten, stellte die Ingenieure vor einige Herausforderungen. Steinmetz lieferte 1903 eine erste Version, mit der sich eine Trägerfrequenz von 10 kHz erreichen ließ. Sie erwies sich bei Funk-Experimenten von Fessenden aber als zu schwach. Mit der Konstruktion eines schnelleren und stärkeren Nachfolgers wurde schließlich Alexanderson beauftragt. Nach zwei Jahren Arbeit an mehreren Modellen konnte Alexanderson im August 1906 seinen verbesserten Alternator für Trägerfrequenzen bis zu 50 kHz vorstellen, der daraufhin in Fessendens Funkstation in Brant Rock, Massachusetts installiert wurde. Mit diesem später als Alexanderson-Alternator bezeichneten Sendertyp, gelang Fessenden um neun Uhr am Weihnachtsabend des gleichen Jahres die Ausstrahlung der weltweit ersten Hörfunksendung. Kunden des drahtlosen Telegraphie-Dienstes der National Electric Signaling Company (NASCO), also des Unternehmens, das Fessendens Arbeit finanzierte, hatte er vorab aufgefordert, zur passenden Zeit ihre Empfangsgeräte einzuschalten. Diejenigen, die seiner Aufforderungen folgten, hörten an ihren Geräten, wie Fessenden zu ihrer Unterhaltung Violine spielte, eine Aufzeichnung des als „Largo“ bekannten klassischen Musikstücks von Händel von einem Edison-Phonographen erklingen ließ und verbunden mit Weihnachtsgrüßen aus der Bibel vorlas. Eine weitere Sendung zum neuen Jahr soll nach Fessendens Angaben noch im Karibischen Meer von Schiffen der United Fruit Company empfangen worden sein.

Ab 1907 unterstütze Alexanderson auch die AT&T beim Bau von Sendeanlagen und konnte bis 1908 die Drehzahl seiner Generatoren auf etwa 20.000 Umdrehungen pro Minute für Trägerfrequenzen von 100 kHz erhöhen. Quasi als Nebenprodukt, auf dem Weg hin zu dieser Steigerung, bereicherte er das Ingenieurswesen mit einer empirischen Formel für den Luftreibungsverlust rotierender Scheiben. Ab 1911 war ein zuverlässiger Transatlantik-Funkverkehr möglich. 1917 baute Alexanderson eine 200-kW-Maschine für die United States Navy in New Brunswick, New Jersey. Zur Betriebsaufnahme dieses Alexanderson-Alternators am 20. Oktober 1918 übermittelte Präsident Woodrow Wilson ein Ultimatum an das Deutsche Reich, das den Ersten Weltkrieg beendete. Nur etwa vier Jahre zuvor hatte der deutsche Kaiser mit dem gleichen Präsidenten über den Goldschmidt-Alternator der deutschen Hochfrequenzmaschinen-Aktiengesellschaft für drahtlose Telegraphie (HOMAG) zwischen der Versuchsstation in Tuckerton, New Jersey und dem Überseesender Eilvese noch telegraphische Grußbotschaften ausgetauscht.

Nach Ende des Ersten Weltkriegs nahm die britisch kontrollierte Marconi's Wireless Telegraph Company ihren bereits im Jahr 1915 begonnenen Versuch wieder auf, mit GE über den Erwerb von Exklusivrechten am Alexanderson-Alternator zu verhandeln. Die US-Regierung fürchtete, sie könnte die Schlüsseltechnologie an ein ausländisches Militär verlieren. In der Folge kam es zur Gründung der Radio Corporation of America (RCA), auf welche die reorganisierte amerikanische Marconi-Tochter American Marconi Wireless Corporation verschmolzen wurde. Eine Kontroll-Mehrheit der Anteile am neuen Unternehmen erhielt General Electric, die ihre Funk- und Radiotechnik und Alexanderson als Chefingenieur einbrachte. Zwischen 1919 und 1924 teilte sich Alexanderson seine Arbeitszeit zwischen GE und RCA auf. Neben der Tätigkeit in seinem Labor in Schenectady unternahm er zahlreiche Dienstreisen, um persönlich den Aufbau von Radiostationen auf Long Island und Hawaii, in Kalifornien, England, Polen und Schweden zu beaufsichtigen. Als die Erfindung der Elektronenröhre den Bau von Sendern mit höheren Frequenzen und besserer Sendeleistung ermöglichte, verloren die Maschinensender jedoch schnell an Bedeutung. Die letzte, auch heute noch funktionsfähige Sendeanlage dieser Art gehört zum schwedischen Längstwellensender Grimeton und befindet sich nahe Varberg. Sie gilt als Musterbeispiel der frühen Rundfunktechnik und steht seit 2004 als Weltkulturerbe auf der Liste der UNESCO.

Fernsehtechnik und weitere Erfindungen

Am 29. November 1924 gelang Richard H. Ranger, einem Ingenieur bei RCA die erste drahtlose Fax-Übertragung einer Fotografie über den Atlantik. Er übermittelte ein Bild des damaligen Präsidenten Calvin Coolidge nach London. Nicht lange zuvor, am 5. Juni des gleichen Jahres, hatte Alexanderson bereits erfolgreich eine handschriftliche Notiz drahtlos an seinen Vater nach Schweden übermittelt. In der Folgezeit konzentrierte sich Alexanderson zunehmend auf die Verbesserung der Technik zur drahtlosen Bildübertragung. Er erkannte früh eine Möglichkeit, daraus ein Verfahren zur Übertragung auch bewegter Bilder zu entwickeln und leistete entscheidenden Beitrag zur Geschichte des Fernsehens. 1927 gelang ihm eine erste Übertragung unter Verwendung der von Paul Nipkow entwickelten Nipkow-Scheibe und einer Hochfrequenz-Neonlampe. Das von seinem Büro aus gesendete Signal empfing er bei sich Zuhause in 1132 Adams Road, Schenectady. Während er sich den Ruhm für die Erfindung des Fernsehens mit zahlreichen anderen Forschern teilen muss, die ebenfalls entscheidende, teilweise mit größerer Aufmerksamkeit in der Öffentlichkeit verfolgte Beiträge geleistet haben, ging er unbestritten als erster Fernsehzuschauer mit Heimempfang in die Geschichte ein. Ein verbessertes Nachfolgemodell demonstrierte er öffentlich im Proctor's Theater in Schenectady und sendete im Jahr 1928 mit seinen Mitarbeitern experimentelle TV-Bilder mit zunehmender Reichweite.

Im Rahmen einer Neuordnung der Telekommunikation in den USA gegen Ende der 1920er Jahre, erhob das Justizministerium der Vereinigten Staaten Kartellrechtsklage gegen AT&T, GE und Westinghouse. In einem Vergleich im Jahr 1932, verpflichteten sich die Unternehmen ihre Beteiligung an RCA aufzugeben. Für eine Übergangszeit von zweieinhalb Jahren mussten sie außerdem darauf verzichten, im Bereich der auf RCA übertragenen Funk- und Radiopatente mit ihr zu konkurrieren. Alexanderson wendete sich mehrfach an David Sarnoff, den Präsidenten der RCA seit 1930, um dessen Unterstützung zur weiteren Finanzierung der TV-Forschung bei GE zu erhalten. Seine Bemühungen blieben aber ohne Erfolg. Sarnoff setzte auf Vladimir Zworykin und Alexanderson musste seine Arbeit auf diesem Gebiet vorläufig einstellen.

Eine weitere seiner Erfindungen war ein mit der Markenbezeichnung „Amplidyne“ bei GE produzierter elektromotorischer Verstärker, der zunächst zur Automatisierung in der Produktion, während des Zweiten Weltkriegs aber vor allem zur Steuerung von Flugabwehrgeschützen eingesetzt wurde. Daneben erhielt Alexanderson Patente auf technische Verbesserungen zur Einstellung der Empfangsfrequenz bei Radiogeräten, Antennentechnik aber auch Schiffsantriebe, Elektromotoren und elektrische Eisenbahnen.

Alexanderson blieb bis ins hohe Alter aktiv und arbeitete noch bis 1948 für GE. Noch bis 1952 beschäftigte er sich als Berater der Radio Corporation of America (RCA) mit der Entwicklung des Farbfernsehens.