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La radio es la tecnología de señalización y comunicación mediante ondas de radio. Las ondas de radio son ondas electromagnéticas de frecuencia entre 30 hertzios (Hz) y 300 gigahercios (GHz). Son generados por un dispositivo electrónico llamado transmisor conectado a una antena que irradia las ondas, y recibido por un receptor de radio conectado a otra antena. La radio es muy utilizada en tecnología moderna, en comunicación por radio, radar, radio navegación, control remoto, teledetección y otras aplicaciones. En la comunicación por radio, utilizada en transmisiones de radio y televisión, teléfonos celulares, radios bidireccionales, redes inalámbricas y comunicación satelital, entre muchos otros usos, las ondas de radio se utilizan para transportar información a través del espacio desde un transmisor a un receptor, modulando la señal de radio (imprimir una señal de información en la onda de radio variando algún aspecto de la onda) en el transmisor. En el radar, utilizado para localizar y rastrear objetos como aviones, barcos, naves espaciales y misiles, un haz de ondas de radio emitidas por un transmisor de radar se refleja en el objeto objetivo, y las ondas reflejadas revelan la ubicación del objeto. En sistemas de navegación por radio como GPS y VOR, un receptor móvil recibe señales de radio de balizas de radio de navegación cuya posición se conoce, y midiendo con precisión el tiempo de llegada de las ondas de radio, el receptor puede calcular su posición en la Tierra. En dispositivos inalámbricos de control remoto por radio como drones, abrepuertas de garaje y sistemas de entrada sin llave, las señales de radio transmitidas desde un dispositivo controlador controlan las acciones de un dispositivo remoto.

Las aplicaciones de ondas de radio que no implican transmitir las ondas a distancias significativas, como el calentamiento por RF utilizado en procesos industriales y hornos de microondas, y los usos médicos como las máquinas de diatermia y resonancia magnética, generalmente no se denominan radio. La radio sustantiva también se usa para referirse a un receptor de radio de transmisión.

Las ondas de radio fueron identificadas y estudiadas por primera vez por el físico alemán Heinrich Hertz en 1886. Los primeros transmisores y receptores de radio prácticos fueron desarrollados alrededor de 1895-6 por el italiano Guglielmo Marconi, y la radio comenzó a usarse comercialmente alrededor de 1900. Para evitar interferencias entre los usuarios, el La emisión de ondas de radio está estrictamente regulada por la ley, coordinada por un organismo internacional llamado Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT), que asigna bandas de frecuencia en el espectro de radio para diferentes usos.

Las ondas de radio son irradiadas por cargas eléctricas que experimentan aceleración. Se generan artificialmente por las corrientes eléctricas variables en el tiempo, que consisten en electrones que fluyen de un lado a otro en un conductor de metal llamado antena, acelerando así. En la transmisión, un transmisor genera una corriente alterna de radiofrecuencia que se aplica a una antena. La antena irradia el poder en la corriente como ondas de radio. Cuando las ondas golpean la antena de un receptor de radio, empujan los electrones en el metal hacia adelante y hacia atrás, induciendo una pequeña corriente alterna. El receptor de radio conectado a la antena receptora detecta esta corriente oscilante y la amplifica.

A medida que se alejan de la antena transmisora, las ondas de radio se extienden de manera que la intensidad de su señal (intensidad en vatios por metro cuadrado) disminuye, por lo que las transmisiones de radio solo se pueden recibir dentro de un rango limitado del transmisor, la distancia depende de la potencia del transmisor, diagrama de radiación de la antena, sensibilidad del receptor, nivel de ruido y presencia de obstrucciones entre el transmisor y el receptor. Una antena omnidireccional transmite o recibe ondas de radio en todas las direcciones, mientras que una antena direccional o antena de alta ganancia transmite ondas de radio en un haz en una dirección particular, o recibe ondas de una sola dirección.

Las ondas de radio viajan a través del vacío a la velocidad de la luz, y en el aire a una velocidad muy cercana a la de la luz, por lo que la longitud de onda de una onda de radio, la distancia en metros entre las crestas adyacentes de la onda, es inversamente proporcional a su frecuencia.

Los otros tipos de ondas electromagnéticas además de las ondas de radio; infrarrojos, luz visible, ultravioleta, rayos X y rayos gamma, también pueden transportar información y ser utilizados para la comunicación. El amplio uso de las ondas de radio para telecomunicaciones se debe principalmente a sus propiedades deseables de propagación derivadas de su gran longitud de onda. Las ondas de radio tienen la capacidad de atravesar la atmósfera, el follaje y la mayoría de los materiales de construcción, y por difracción pueden doblarse alrededor de las obstrucciones y, a diferencia de otras ondas electromagnéticas, tienden a dispersarse en lugar de ser absorbidas por objetos más grandes que su longitud de onda.

Una onda de radio modulada, que transporta una señal de información, ocupa un rango de frecuencias. Ver diagrama La información (modulación) en una señal de radio generalmente se concentra en bandas de frecuencia estrechas llamadas bandas laterales (SB) justo por encima y por debajo de la frecuencia portadora. El ancho en hertzios del rango de frecuencia que ocupa la señal de radio, la frecuencia más alta menos la frecuencia más baja, se denomina ancho de banda (BW). Para cualquier relación señal / ruido dada, una cantidad de ancho de banda puede transportar la misma cantidad de información (velocidad de datos en bits por segundo) independientemente de en qué parte del espectro de radiofrecuencia se encuentre, por lo que el ancho de banda es una medida de la transmisión de información capacidad. El ancho de banda requerido por una transmisión de radio depende de la velocidad de datos de la información (señal de modulación) que se envía, y de la eficiencia espectral del método de modulación utilizado; cuántos datos puede transmitir en cada kilohercio de ancho de banda. Los diferentes tipos de señales de información transmitidas por radio tienen diferentes velocidades de datos. Por ejemplo, una señal de televisión (video) tiene una velocidad de datos mayor que una señal de audio.

El espectro de radio, el rango total de frecuencias de radio que se puede utilizar para la comunicación en un área determinada, es un recurso limitado. Cada transmisión de radio ocupa una parte del ancho de banda total disponible. El ancho de banda de radio se considera un bien económico que tiene un costo monetario y tiene una demanda creciente. En algunas partes del espectro radioeléctrico, el derecho a usar una banda de frecuencia o incluso un solo canal de radio se compra y vende por millones de dólares. Por lo tanto, existe un incentivo para emplear tecnología para minimizar el ancho de banda utilizado por los servicios de radio.

En los últimos años ha habido una transición de las tecnologías de transmisión de radio analógica a digital. Parte de la razón de esto es que la modulación digital a menudo puede transmitir más información (una mayor velocidad de datos) en un ancho de banda dado que la modulación analógica, mediante el uso de algoritmos de compresión de datos, que reducen la redundancia en los datos a enviar, y una modulación más eficiente. Otras razones para la transición es que la modulación digital tiene mayor inmunidad al ruido que la analógica, los chips de procesamiento de señal digital tienen más potencia y flexibilidad que los circuitos analógicos, y se puede transmitir una amplia variedad de tipos de información utilizando la misma modulación digital.

Debido a que es un recurso fijo que demanda un número creciente de usuarios, el espectro de radio se ha congestionado cada vez más en las últimas décadas, y la necesidad de usarlo de manera más efectiva está impulsando muchas innovaciones de radio adicionales, como sistemas de radio troncalizados, espectro extendido transmisión (banda ultra ancha), reutilización de frecuencia, gestión dinámica del espectro, agrupación de frecuencias y radio cognitiva.

La radiodifusión es la transmisión unidireccional de información desde un transmisor de radio a receptores que pertenecen a una audiencia pública. Como las ondas de radio se debilitan con la distancia, una estación de transmisión solo puede recibirse dentro de una distancia limitada de su transmisor. Los sistemas que transmiten desde satélites generalmente se pueden recibir en todo un país o continente. La radio y televisión terrestre más antiguas se pagan con publicidad comercial o gobiernos. En los sistemas de suscripción como la televisión satelital y la radio satelital, el cliente paga una tarifa mensual. En estos sistemas, la señal de radio está encriptada y solo puede ser desencriptada por el receptor, que está controlado por la compañía y puede desactivarse si el cliente no paga su factura.

La radiodifusión utiliza varias partes del espectro de radio, según el tipo de señales transmitidas y el público objetivo deseado. Las señales de onda larga y onda media pueden brindar una cobertura confiable de áreas de varios cientos de kilómetros de ancho, pero tienen una capacidad de transporte de información más limitada y, por lo tanto, funcionan mejor con señales de audio (voz y música), y la calidad del sonido puede verse degradada por el ruido de la radio natural y artificial. fuentes. Las bandas de onda corta tienen un mayor alcance potencial, pero están más sujetas a interferencias de estaciones distantes y a condiciones atmosféricas variables que afectan la recepción.

En la banda de frecuencias muy altas, más de 30 megahercios, la atmósfera de la Tierra tiene menos efecto en el rango de señales, y la propagación de la línea de visión se convierte en el modo principal. Estas frecuencias más altas permiten el gran ancho de banda requerido para la transmisión de televisión. Dado que las fuentes de ruido natural y artificial están menos presentes en estas frecuencias, es posible una transmisión de audio de alta calidad, utilizando la modulación de frecuencia.

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