Anfangszeit

Im Jahr 1894, im Alter von 20 Jahren, beschäftigte er sich zunächst mit den theoretischen Arbeiten von Heinrich Hertz, um im Jahr 1895 mit ersten praktischen Experimenten zu den sogenannten Hertzschen Wellen, einer frühen Bezeichnung für elektromagnetische Wellen, zu beginnen. Die Experimente führte er zunächst am Familiensitz in der Villa Griffone aus und konnte mit ersten Experimentalaufbauten Distanzen von ca. zwei Kilometer drahtlos überbrücken. Als Sender verwendete er Knallfunkensender, modifizierte die Aufbauten in verschiedenen Details und probierte in Versuchen verschiedene Verbesserungen aus.

1896 baute Marconi ein „Gerät zur Aufspürung und Registrierung elektrischer Schwingungen“. Die Detektion der Hochfrequenzschwingungen basierte damals auf dem sogenannten Kohärer, welcher Metallfeilspäne in einem dünnen Glasröhrchen enthält. Durch die empfangene Hochfrequenzschwingung ändert sich der elektrische Widerstand der Anordnung, wobei verschiedene Parameter wie die Korngröße und die Legierung der verwendeten Metallspäne wesentlichen Einfluss auf die Funktion haben. Verschiedene Typen von Kohärern wurden bereits zuvor 1890 von Édouard Branly und unabhängig davon 1893 von Alexander Stepanowitsch Popow eingesetzt. Popow benutzte den Kohärer allerdings nicht für den Nachrichtenempfang, sondern zur Detektion von Blitzentladungen.

Sendeversuche in England

Anfang 1896 waren seine Experimente an Sender- und Empfangseinheit soweit vorangeschritten, dass er ein erstes Patent dafür in Erwägung zog. Über einen Freund der Familie, den damaligen Botschafter von Italien in England, General Ferrero, kam Marconi im Februar 1896 wieder nach London, demonstrierte seine Anordnung und stellte einen ausführlichen Patentantrag Mitte 1896. Über einen weiteren Familienkontakt, seinen Cousin mütterlicherseits Henry Jameson-Davis, wurde Mitte 1896 in London der Kontakt zu William Henry Preece hergestellt, damals Chefingenieur des British General Post Office. Von Marconis System beeindruckt wurde Preece in der Folgezeit ein Unterstützer von Marconi. Im Dezember des gleichen Jahres gab Preece eine Demonstration des Sendesystems von Marconi, wo er behauptete, dass Marconi der Erfinder der drahtlosen Nachrichtenübertragung sei. Dies führte vor allem in akademischen Kreisen und bei Oliver Lodge zu Widerspruch, da wesentliche Beiträge zu Marconis Funksystem auch von Lodge stammen. Lodge hatte es aber versäumt, in früheren Arbeiten und Entdeckungen die entsprechende praktische Bedeutung zu erkennen und die Erfindungen patentrechtlich abzusichern.

Im Mai 1897 wurden, auf Intention von Preece, vom British Post Office erste Sendeversuche im Bristolkanal von der Insel Flat Holm zum Festland zunächst über eine Distanz von etwa sechs Kilometern unternommen. Nach mehreren Fehlversuchen gelang die Übermittlung der Nachricht let it be so mittels des Knallfunkensenders von Marconi. In unmittelbarer Folge gelang die Übertragung über eine größere Distanz von ca. 15 km. Der als Zeuge bei dem Versuch anwesende Adolf Slaby aus Deutschland schlug dabei für das Verfahren die treffende Bezeichnung spark telegraphy, deutsch Funkentelegrafie, vor, die sich in Folge im Deutschen in Begriffen wie Funkübertragung für eine drahtlose Nachrichtenübertragung etablierte. Slaby war es danach auch, der Wilhelm II. (Deutsches Reich) die drahtlose Telegraphie vorführte und Morsezeichen über eine Entfernung von 1,6 Kilometern sendete. Der italienische Postminister hielt entsprechende Vorführung für unwichtig. Ein britischer Minister hingegen erkennt den Wert der Technik sofort.

Firmengründungen

Es folgte am 20. Juli 1897 die Firmengründung der Wireless Telegraph and Signal Co. in London. Marconi erhielt dabei wesentliche finanzielle Unterstützung durch seine Familie, und da insbesondere durch seinen Cousin Henry Jameson-Davis: Erster Vorsitzender in der Wireless Telegraph and Signal Co., später umbenannt in Marconi’s Wireless Telegraph Co. Ltd, wurde der Whiskeybrenner Jameson-Davis, sieben der ersten acht Teilhaber an der Firma waren Personen aus der Whiskeybranche aus dem Umfeld von Jameson-Davis. Die Patentrechte wurden in die neu gegründete Firma übertragen, Marconi wurde dadurch finanziell unabhängiger. Die US-amerikanische American Marconi Wireless Corporation wurde einige Jahre später nach den ersten erfolgreichen drahtlosen Verbindungen am 22. November 1899 gegründet und ging 1919 in der Radio Corporation of America (RCA) auf. Ein Jahr später wurde die Marconi International Marine Co. gegründet, die sich mit der Installation und dem Betrieb von Funksendern auf Schiffen beschäftigte, ein für Marconi wesentlicher Geschäftszweig.

Durch die Firmengründung Wireless Telegraph and Signal Co. kam es in den beiden Folgejahren 1898 und 1899 zu einer Reihe von Versuchssendeanlagen, wobei die Reichweite laufend verbessert wurde. So wurde das erste bezahlte Funktelegramm Anfang 1898 von Lord Kelvin von Isle of Wight nach Bournemouth verschickt. Kelvin bestand auf der Bezahlung der Versuchsübertragung. Am 27. März 1899 kam es zur ersten drahtlosen Verbindung über den Ärmelkanal vom South Foreland Lighthouse (Leuchtturm von South Foreland) bei Dover nach Wimereux. Daneben gab es mehrere Installationen auf Schiffen. So wurde 1899 bei britischen Militärmanövern von der HMS Europa über die HMS Juno als Relaisstation eine Distanz von in Summe ca. 150 km überbrückt.

Im Jahr 1900 erreichte Marconi durch eine technische Verbesserung eine weitere Steigerung in der Reichweite und vor allem der Selektivität. Bei bisherigen Sendeanlagen war nur ein Schwingkreis vorhanden, der zugleich Senderkreis und Oszillatorkreis darstellte. Diesem Schwingkreis wurde durch Abstrahlung Energie entzogen, wodurch die so gedämpfte Schwingung rasch zum Ende kam. Wünschenswert ist eine längere Zeitdauer der Oszillation auf möglichst konstanter Frequenz, ausgelöst durch den Knallfunken, dem aber die Notwendigkeit von möglichst effizienter Energieabstrahlung entgegen steht. Durch die Trennung dieser beiden Schwingkreise und durch die nur lose und einstellbare Kopplung zwischen ihnen konnte Marconi eine Steigerung vor allem in der Selektivität und der Reichweite bei sonst etwa gleichem Leistungseinsatz erzielen. Das Verfahren wurde als britisches Patent mit der Nummer 7777 erteilt.

Transatlantische Funkverbindung

Auf Poldhu auf der Halbinsel The Lizard in Cornwall wurde Ende 1900 mit dem Bau einer ersten Funkstation begonnen, mit der die erste transatlantische Verbindung durchgeführt werden sollte. Die Sendeanlagen wurden wesentlich von John Ambrose Fleming, zu jener Zeit wissenschaftlicher Berater bei Marconi, geplant. Die auf eine Leistung von ca. 25 kW ausgelegte Sendeanlage wurde von Marconis Firma Wireless Telegraph and Signal Co. finanziert und an der Küste mit freier Sicht nach Westen aufgebaut. Die Arbeiten an der ersten Station wurden im Januar 1901 abgeschlossen. Noch bevor die ersten Sendeversuche stattfinden konnten, kam es witterungsbedingt bei einem Sturm zu einem Einsturz der Antennenkonstruktion. Im gleichen Jahr wurde behelfsmäßig eine zweite Antenne, bestehend aus 60 Einzeldrähten, aufgespannt zwischen zwei 46 m hohen Masten, installiert.

Am 12. Dezember 1901 gelang dann von Poldhu aus der erste, allerdings unbestätigte transatlantische Funkempfang eines nur sehr kurzen Signals, drei Punkte für den Morsecode des Buchstaben S. Die Anlage in St. John’s in Nordamerika konnte nur Nachrichten empfangen. Marconi war bei der Empfangsstation und notierte um die Mittagszeit herum den Empfang in seinem Tagebuch. Es gab aber keine weiteren Zeugen, auch wegen der zu dem Zeitpunkt herrschenden schlechten Wetterlage bei der Station, und spätere Untersuchungen gehen aufgrund der mittäglichen Tageszeit und der Leistung der Sendestation in Poldhu davon aus, dass die drei Klickgeräusche, die Marconi für den Morsecode von dem Buchstaben S hielt, atmosphärische Störungen waren und nicht von Poldhu gesendet wurden.

Im Jahr 1902 wurden systematische Reichweitentests vom Kriegsschiff USS Philadelphia durchgeführt. Dabei zeigte sich, dass der Empfang in den späten Abend- und Nachtstunden deutlich besser als am späten Vormittag und zur Mittagszeit ist. Die zugrundeliegenden tageszeitabhängigen physikalischen Veränderungen in den Ionosphärenschichten waren damals noch unbekannt und wurden erst rund 25 Jahre später durch Edward Victor Appleton entdeckt. 1902 konnte Marconi die Sendeanlage weiter verbessern und längere und eindeutige Testnachrichten in beiden Richtungen über den Atlantischen Ozean übertragen.

Am 18. Januar 1903 gelang die erste öffentliche transatlantische Kommunikation: Marconi tauschte von der Marconi Wireless Station in Cape Cod, Massachusetts, Grußbotschaften zwischen US-Präsident Theodore Roosevelt und dem König von England Eduard VII. aus. Das System wurde von der Kriegsmarine übernommen. Ab Ende 1903 wurden täglich Funktelegramme zwischen Glace Bay in Nova Scotia und Poldhu in Cornwall über eine Distanz von 3840 km übertragen. Auch von der südwestirischen Mizen-Halbinsel kommunizierte Marconi mit dem vorbeifahrenden Schiffsverkehr auf dem Atlantik. Am 26. Juni 1905 erhielt Island das erste Telegramm seiner Geschichte, noch bevor ein Seekabel verlegt worden war.

Seit 1907 bestand ab dem westirischen Ort Derrygimla bei Clifden ein drahtloser transatlantischer Telegrafendienst für die Öffentlichkeit. Die Sendestation wurde während des Irischen Bürgerkrieges 1922 zerstört. Später beschäftigte Marconi sich mit der Anwendung von Kurz- und Mikrowellen.

Es gelang Marconi, in den Anfangstagen des Seefunkverkehrs fast ein Weltmonopol zu errichten. Gegenspieler waren vor allem deutsche Entwicklungen durch Ferdinand Braun bei Siemens & Halske und Adolf Slaby bei der AEG; ab 1903 auch Telefunken sowie die 1911 gegründete DEBEG.