Radio on signaloinnin ja viestinnän tekniikka radioaaltojen avulla. Radioaallot ovat sähkömagneettisia aaltoja, joiden taajuus on välillä 30 hertsi (Hz) - 300 gigahertsi (GHz). Ne generoidaan elektronisella laitteella, jota kutsutaan lähettimeksi, joka on kytketty aaltoja säteilevään antenniin, ja vastaanottaa toiseen antenniin kytketty radiovastaanotin. Radiota käytetään erittäin laajasti nykyaikaisessa tekniikassa, radioliikenteessä, tutkassa, radionavigoinnissa, kaukosäätimessä, kaukohavainnoinnissa ja muissa sovelluksissa. Radioliikenteessä, jota käytetään radio- ja televisiolähetyksissä, matkapuhelimissa, kaksisuuntaisissa radioissa, langattomassa verkossa ja satelliittiviestinnässä lukuisien muiden käyttötapojen joukossa, radioaaltoja käytetään tiedon kuljettamiseen avaruudessa lähettimestä vastaanottimeen moduloimalla radiosignaalia (vaikuttamalla tietosignaaliin radioaallolla muuttamalla jotakin aallon osaa) lähettimessä. Tutkassa, jota käytetään kohteiden, kuten lentokoneiden, alusten, avaruusalusten ja ohjuksia, paikantamiseen ja jäljittämiseen, tutka-lähettimen lähettämä radioaaltojen säde heijastaa kohdeobjektia ja heijastuneet aallot paljastavat kohteen sijainnin. Radionavigointijärjestelmissä, kuten GPS ja VOR, matkaviestin vastaanottaa radiosignaaleja navigointiradiomajoilta, joiden sijainti on tiedossa, ja mittaamalla tarkasti radioaaltojen saapumisajan, vastaanotin voi laskea sijaintinsa maapallolla. Langattomissa radio-kaukosäätimissä, kuten droneissa, autotallin ovien avaajissa ja avaimettomissa sisäänmenojärjestelmissä, ohjainlaitteelta lähetetyt radiosignaalit ohjaavat etälaitteen toimia.

Radioaaltojen sovelluksia, joihin ei liity aaltojen merkittäviä etäisyyksiä, kuten teollisessa prosessissa ja mikroaaltouuneissa käytettävää RF-lämmitystä ja lääketieteellistä käyttöä, kuten diatermia- ja MRI-koneita, ei yleensä kutsuta radioksi. Substantiiviradio tarkoittaa myös yleisradiovastaanotinta.

Radioaallot tunnisti ja tutki ensimmäisen kerran saksalainen fyysikko Heinrich Hertz vuonna 1886. Italialainen Guglielmo Marconi kehitti ensimmäiset käytännön radiolähettimet ja vastaanottimet noin 1895-6, ja radiota alettiin käyttää kaupallisesti noin vuonna 1900. Käyttäjien välisten häiriöiden estämiseksi radioaaltojen säteily on tiukasti säännelty lailla, jota koordinoi kansainvälinen elin nimeltä International Telecommunications Union (ITU), joka myöntää radiotaajuuksien taajuuskaistoja erilaisiin käyttötarkoituksiin.

Radioaallot säteilevät kiihdytysvaiheessa olevilla sähkövarauksilla. Ne syntyy keinotekoisesti ajanvaihtelevien sähkövirtojen avulla, jotka koostuvat elektronista, jotka virtaavat edestakaisin metallijohtimessa, jota kutsutaan antenniksi, kiihdyttäen siten. Lähetyksessä lähetin generoi radiotaajuuden vaihtovirran, joka syötetään antenniin. Antenni säteilee virran virtaa radioaalloina. Kun aallot iskevät radiovastaanottimen antenniin, ne työntävät metalleja metalleja edestakaisin, indusoimalla pienen vaihtovirran. Vastaanottoantenniin kytketty radiovastaanotin havaitsee tämän värähtelevän virran ja vahvistaa sitä.

Kun ne kulkevat kauempana lähettävästä antennista, radioaallot leviävät niin, että niiden signaalin voimakkuus (intensiteetti watteina neliömetriä kohti) laskee, joten radiolähetyksiä voidaan vastaanottaa vain lähettimen rajoitetulla alueella, etäisyys lähettimen tehosta riippuen, antennin säteilykuvio, vastaanottimen herkkyys, melutaso ja lähettimen ja vastaanottimen väliset esteet. Kaikisuuntainen antenni lähettää tai vastaanottaa radioaaltoja kaikkiin suuntiin, kun taas suunta-antenni tai suuren vahvistuksen omaava antenni lähettää radioaaltoja säteen tiettyyn suuntaan tai vastaanottaa aaltoja vain yhdestä suunnasta.

Radioaallot kulkevat tyhjön läpi valon nopeudella ja ilmassa hyvin lähellä valon nopeutta, joten radioaallon aallonpituus, etäisyys metreinä vierekkäisten aallonpuoleisten rintojen välillä, on käänteisesti verrannollinen sen taajuuteen.

Muun tyyppiset sähkömagneettiset aallot radioaaltojen lisäksi; infrapuna, näkyvä valo, ultravioletti-, röntgen- ja gammasäteet kykenevät myös kuljettamaan tietoa ja niitä voidaan käyttää viestintään. Radioaaltojen laaja käyttö tietoliikenteessä johtuu pääasiassa niiden toivottavista etenemisominaisuuksista, jotka johtuvat niiden suuresta aallonpituudesta. Radioaallot kykenevät kulkemaan ilmakehän, lehtien ja useimpien rakennusmateriaalien läpi, ja diffraktiolla voivat taipua esteiden ympärille, ja toisin kuin muut sähkömagneettiset aallot, ne ovat yleensä hajallaan pikemminkin kuin absorboineet niiden aallonpituutta suurempiin kohteisiin.

Moduloitu radioaalto, joka kuljettaa informaatiosignaalia, vie useita taajuuksia. Katso kaavio. Radiosignaalin informaatio (modulaatio) keskittyy yleensä kapeisiin taajuuskaistoihin, joita kutsutaan sivukaistoiksi (SB) juuri kantoaaltotaajuuden ylä- ja alapuolelle. Radiosignaalin käyttämän taajuusalueen leveyttä hertseinä, korkeinta taajuutta miinus alin taajuus, kutsutaan sen kaistanleveydeksi (BW). Millä tahansa tietyllä signaali-kohinasuhteella määrä kaistanleveyttä voi kuljettaa saman määrän informaatiota (datanopeus bitteinä sekunnissa) riippumatta siitä, missä radiotaajuusspektrissä se sijaitsee, joten kaistanleveys on tiedon kantavuuden mitta kapasiteettia. Radiolähetyksen vaatima kaistanleveys riippuu lähetetyn tiedon (modulaatiosignaalin) datanopeudesta ja käytetyn modulaatiomenetelmän spektritehokkuudesta; kuinka paljon tietoa se voi lähettää jokaisessa kilohertsissä kaistanleveyttä. Erityyppisillä radiosignaalien kuljettamilla informaatiosignaaleilla on erilaiset tiedonsiirtonopeudet. Esimerkiksi televisio (video) -signaalilla on suurempi datanopeus kuin audiosignaalilla.

Radiospektri, radiotaajuuksien kokonaisalue, jota voidaan käyttää viestintään tietyllä alueella, on rajallinen resurssi. Jokainen radiolähetys vie osan käytettävissä olevasta kaistanleveydestä. Radiokaistanleveyttä pidetään taloudellisena hyödynä, jolla on rahallisia kustannuksia ja jonka kysyntä kasvaa. Joissakin radiotaajuuksien osissa taajuuskaistan tai jopa yhden radiokanavan käyttöoikeus ostetaan ja myydään miljoonilla dollareilla. Joten on kannustinta käyttää tekniikkaa radiopalvelujen käyttämän kaistanleveyden minimoimiseksi.

Viime vuosina on tapahtunut siirtyminen analogisesta digitaaliseen radiolähetystekniikkaan. Osa syystä tähän on, että digitaalinen modulaatio voi usein lähettää enemmän tietoa (suurempi datanopeus) tietyllä kaistanleveydellä kuin analoginen modulaatio, käyttämällä datan pakkausalgoritmeja, jotka vähentävät lähetettävien tietojen redundanssia, ja tehokkaampaa modulaatiota. Muita syitä siirtymiselle on, että digitaalisella modulaatiolla on suurempi kohinaherkkyys kuin analogisella, digitaalisilla signaalinkäsittelypiireillä on enemmän tehoa ja joustavuutta kuin analogisilla piireillä, ja samaa digitaalista modulaatiota käyttämällä voidaan lähettää monenlaisia ​​tietoja.

Koska kyse on kiinteästä resurssista, jota yhä useammat käyttäjät vaativat, radiospektri on kasvanut yhä ruuhkautuneemmaksi viime vuosikymmeninä, ja tarve käyttää sitä tehokkaammin johtaa monia muita radion innovaatioita, kuten runkoradiojärjestelmiä, hajaspektriä (ultralaajakaista) lähetys, taajuuden uudelleenkäyttö, dynaaminen spektrin hallinta, taajuuksien yhdistäminen ja kognitiivinen radio.

Broadcasting on tiedon yksisuuntainen siirto radiolähettimestä yleisölle kuuluviin vastaanottimiin. Koska radioaallot heikentyvät etäisyyden kanssa, lähetysasema voidaan vastaanottaa vain rajoitetulla etäisyydellä lähettimestään. Satelliitteista lähettävät järjestelmät voidaan yleensä vastaanottaa koko maassa tai mantereella. Vanhemmat maanpäälliset radio- ja televisiopalvelut maksavat kaupallinen mainonta tai hallitukset. Tilausjärjestelmissä, kuten satelliittitelevisio ja satelliittiradio, asiakas maksaa kuukausimaksun. Näissä järjestelmissä radiosignaali on salattu, ja se voidaan purkaa vain yrityksen ohjaamassa vastaanottimessa, joka voidaan deaktivoida, jos asiakas ei maksa laskuaan.

Lähetys käyttää useita radiospektrin osia lähetettyjen signaalien tyypistä ja halutusta kohderyhmästä riippuen. Pitkä- ja keskiaaltosignaalit voivat kattaa luotettavasti useiden satojen kilometrien alueet, mutta niiden tiedonsiirtokapasiteetti on rajoitetumpi, joten ne toimivat parhaiten audiosignaaleilla (puhe ja musiikki), ja luonnon ja keinotekoisen radion kohina voi huonontaa äänen laatua. lähteet. Lyhytaaltokaistoilla on suurempi potentiaalialue, mutta etäasemien häiriöt ovat alttiimpia ja vastaanottoon vaikuttavat vaihtelevat ilmakehän olosuhteet.

Erittäin korkealla taajuuskaistalla, yli 30 megahertsiä, Maan ilmakehällä on vähemmän vaikutusta signaalien alueeseen, ja näkölinjan etenemisestä tulee päämoodia. Nämä korkeammat taajuudet sallivat suuren lähetyskaistanleveyden, jota tarvitaan televisiolähetyksiin. Koska luonnollisia ja keinotekoisia melulähteitä on vähemmän läsnä näillä taajuuksilla, korkealaatuinen äänensiirto on mahdollista taajuusmodulaatiota käyttämällä.

Tältä sivulta voit ladata ilmaisia ​​PNG-kuvia: Radio PNG-kuvia ilmaiseksi