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La radio est la technologie de signalisation et de communication utilisant les ondes radio. Les ondes radio sont des ondes électromagnétiques de fréquence comprise entre 30 hertz (Hz) et 300 gigahertz (GHz). Ils sont générés par un dispositif électronique appelé émetteur connecté à une antenne qui rayonne les ondes, et reçus par un récepteur radio connecté à une autre antenne. La radio est très largement utilisée dans la technologie moderne, dans les communications radio, le radar, la navigation radio, la télécommande, la télédétection et d'autres applications. Dans les communications radio, utilisées dans la radiodiffusion et la télévision, les téléphones portables, les radios bidirectionnelles, les réseaux sans fil et les communications par satellite parmi de nombreuses autres utilisations, les ondes radio sont utilisées pour transporter des informations à travers l'espace d'un émetteur à un récepteur, en modulant le signal radio. (impression d'un signal d'information sur l'onde radio en faisant varier un aspect de l'onde) dans l'émetteur. Dans le radar, utilisé pour localiser et suivre des objets tels que des avions, des navires, des engins spatiaux et des missiles, un faisceau d'ondes radio émis par un émetteur radar se reflète sur l'objet cible et les ondes réfléchies révèlent l'emplacement de l'objet. Dans les systèmes de radionavigation tels que le GPS et le VOR, un récepteur mobile reçoit des signaux radio de balises radio de navigation dont la position est connue, et en mesurant précisément l'heure d'arrivée des ondes radio, le récepteur peut calculer sa position sur Terre. Dans les dispositifs de radiocommande sans fil tels que les drones, les ouvre-portes de garage et les systèmes d'entrée sans clé, les signaux radio transmis par un dispositif de commande contrôlent les actions d'un dispositif à distance.
Les applications des ondes radio qui n'impliquent pas de transmettre les ondes sur des distances importantes, telles que le chauffage RF utilisé dans les processus industriels et les fours à micro-ondes, et les utilisations médicales telles que les machines de diathermie et d'IRM, ne sont généralement pas appelées radio. Le nom radio est également utilisé pour désigner un récepteur de radio.
Les ondes radio ont été identifiées et étudiées pour la première fois par le physicien allemand Heinrich Hertz en 1886. Les premiers émetteurs et récepteurs radio pratiques ont été développés vers 1895-6 par l'italien Guglielmo Marconi, et la radio a commencé à être utilisée commercialement vers 1900. Pour éviter les interférences entre les utilisateurs, le L'émission d'ondes radioélectriques est strictement réglementée par la loi, coordonnée par un organisme international appelé Union internationale des télécommunications (UIT), qui attribue des bandes de fréquences dans le spectre radioélectrique pour différentes utilisations.
Les ondes radio sont rayonnées par des charges électriques en accélération. Ils sont générés artificiellement par des courants électriques variant dans le temps, constitués d'électrons qui circulent dans les deux sens dans un conducteur métallique appelé antenne, accélérant ainsi. En émission, un émetteur génère un courant alternatif de radiofréquence qui est appliqué à une antenne. L'antenne rayonne la puissance du courant sous forme d'ondes radio. Lorsque les ondes frappent l'antenne d'un récepteur radio, elles poussent les électrons dans le métal d'avant en arrière, induisant un minuscule courant alternatif. Le récepteur radio connecté à l'antenne de réception détecte ce courant oscillant et l'amplifie.
Au fur et à mesure qu'elles s'éloignent de l'antenne émettrice, les ondes radio se propagent de sorte que la force de leur signal (intensité en watts par mètre carré) diminue, de sorte que les transmissions radio ne peuvent être reçues que dans une portée limitée de l'émetteur, la distance dépendant de la puissance de l'émetteur, diagramme de rayonnement de l'antenne, sensibilité du récepteur, niveau de bruit et présence d'obstacles entre l'émetteur et le récepteur. Une antenne omnidirectionnelle émet ou reçoit des ondes radio dans toutes les directions, tandis qu'une antenne directionnelle ou une antenne à gain élevé émet des ondes radio dans un faisceau dans une direction particulière, ou reçoit des ondes provenant d'une seule direction.
Les ondes radio se déplacent dans le vide à la vitesse de la lumière et dans l'air à une vitesse très proche de celle de la lumière, de sorte que la longueur d'onde d'une onde radio, la distance en mètres entre les crêtes adjacentes de l'onde, est inversement proportionnelle à sa fréquence.
Les autres types d'ondes électromagnétiques en plus des ondes radio; l'infrarouge, la lumière visible, l'ultraviolet, les rayons X et les rayons gamma, sont également capables de transporter des informations et d'être utilisés pour la communication. La large utilisation des ondes radio pour les télécommunications est principalement due à leurs propriétés de propagation souhaitables résultant de leur grande longueur d'onde. Les ondes radio ont la capacité de traverser l'atmosphère, le feuillage et la plupart des matériaux de construction et, par diffraction, peuvent se plier autour d'obstacles et, contrairement aux autres ondes électromagnétiques, elles ont tendance à être diffusées plutôt qu'absorbées par des objets plus grands que leur longueur d'onde.
Une onde radio modulée, porteuse d'un signal d'information, occupe une gamme de fréquences. Voir le diagramme. Les informations (modulation) d'un signal radio sont généralement concentrées dans des bandes de fréquences étroites appelées bandes latérales (SB) juste au-dessus et en dessous de la fréquence porteuse. La largeur en hertz de la gamme de fréquences qu'occupe le signal radio, la fréquence la plus élevée moins la fréquence la plus basse, est appelée sa bande passante (BW). Pour tout rapport signal / bruit donné, une quantité de bande passante peut transporter la même quantité d'informations (débit de données en bits par seconde) quel que soit l'endroit où elle se trouve dans le spectre de radiofréquences, la bande passante est donc une mesure de transport d'informations. capacité. La largeur de bande requise par une transmission radio dépend du débit de données des informations (signal de modulation) envoyées et de l'efficacité spectrale de la méthode de modulation utilisée; combien de données il peut transmettre dans chaque kilohertz de bande passante. Différents types de signaux d'information véhiculés par radio ont des débits de données différents. Par exemple, un signal de télévision (vidéo) a un débit de données supérieur à un signal audio.
Le spectre radioélectrique, la gamme totale de fréquences radio pouvant être utilisées pour la communication dans une zone donnée, est une ressource limitée. Chaque transmission radio occupe une partie de la bande passante totale disponible. La bande passante radio est considérée comme un bien économique qui a un coût monétaire et dont la demande est croissante. Dans certaines parties du spectre radioélectrique, le droit d'utiliser une bande de fréquences ou même une seule chaîne radio est acheté et vendu pour des millions de dollars. Il y a donc une incitation à utiliser la technologie pour minimiser la bande passante utilisée par les services radio.
Ces dernières années, il y a eu une transition des technologies de transmission radio analogique aux technologies numériques. Cela s'explique en partie par le fait que la modulation numérique peut souvent transmettre plus d'informations (un débit de données plus élevé) dans une bande passante donnée que la modulation analogique, en utilisant des algorithmes de compression de données, qui réduisent la redondance des données à envoyer, et une modulation plus efficace. D'autres raisons de la transition sont que la modulation numérique a une plus grande immunité au bruit que les puces analogiques de traitement de signaux numériques, plus de puissance et de flexibilité que les circuits analogiques, et une grande variété de types d'informations peut être transmise en utilisant la même modulation numérique.
Parce qu'il s'agit d'une ressource fixe qui est demandée par un nombre croissant d'utilisateurs, le spectre radio est devenu de plus en plus encombré au cours des dernières décennies, et la nécessité de l'utiliser plus efficacement entraîne de nombreuses innovations radio supplémentaires telles que les systèmes radio à ressources partagées, l'étalement du spectre. transmission (ultra-large bande), réutilisation des fréquences, gestion dynamique du spectre, mise en commun de fréquences et radio cognitive.
La radiodiffusion est la transmission unidirectionnelle d'informations d'un émetteur radio vers des récepteurs appartenant à un public public. Comme les ondes radio s'affaiblissent avec la distance, une station de diffusion ne peut être reçue qu'à une distance limitée de son émetteur. Les systèmes qui émettent des satellites peuvent généralement être reçus sur un pays ou un continent entier. Les radios et télévisions terrestres plus anciennes sont financées par la publicité commerciale ou les gouvernements. Dans les systèmes d'abonnement comme la télévision par satellite et la radio par satellite, le client paie une redevance mensuelle. Dans ces systèmes, le signal radio est crypté et ne peut être décrypté que par le récepteur, qui est contrôlé par l'entreprise et peut être désactivé si le client ne paie pas sa facture.
La radiodiffusion utilise plusieurs parties du spectre radioélectrique, selon le type de signaux transmis et le public cible souhaité. Les signaux à ondes longues et moyennes peuvent offrir une couverture fiable de zones de plusieurs centaines de kilomètres de diamètre, mais ont une capacité de transport d'informations plus limitée et fonctionnent donc mieux avec les signaux audio (parole et musique), et la qualité sonore peut être dégradée par le bruit radio naturel et artificiel. sources. Les bandes d'ondes courtes ont une plus grande portée potentielle, mais sont plus sujettes aux interférences de stations distantes et aux variations des conditions atmosphériques qui affectent la réception.
Dans la bande de très haute fréquence, supérieure à 30 mégahertz, l'atmosphère terrestre a moins d'effet sur la portée des signaux et la propagation en ligne de visée devient le mode principal. Ces fréquences plus élevées permettent la grande largeur de bande requise pour la diffusion télévisuelle. Les sources de bruit naturelles et artificielles étant moins présentes à ces fréquences, une transmission audio de haute qualité est possible, en utilisant la modulation de fréquence.
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