A rádió a rádióhullámok segítségével történő jelzés és kommunikáció technológiája. A rádióhullámok olyan elektromágneses hullámok, amelyek frekvenciája 30 hertz (Hz) és 300 gigahertz (GHz) között van. Ezeket egy olyan elektronikus eszköz generálja, amelyet adóegységnek hívnak, amely egy hullámot sugárzó antennához van csatlakoztatva, és amelyet egy másik antennához csatlakoztatott rádióvevő vesz. A rádiót nagyon széles körben használják a modern technológiában, rádiós kommunikációban, radarban, rádiónavigációban, távirányítóban, távérzékelésben és más alkalmazásokban. A rádió- és televíziós műsorszórásban, a mobiltelefonokban, a kétirányú rádiókban, a vezeték nélküli hálózatban és a műholdas kommunikációban számos egyéb felhasználás során a rádióhullámokat arra használják, hogy információt továbbítsanak az űrben az adóról a vevőre, a rádiójel modulálásával (információs jel benyomása a rádióhullámon a hullám egyes aspektusainak változtatásával) az adóban. A radarban, amelyet olyan tárgyak lokalizálására és nyomon követésére használnak, mint repülőgépek, hajók, űrhajók és rakéták, a radar-adó által kibocsátott rádióhullámok fénysugár visszatükröződik a célobjektumból, és a visszavert hullámok feltárják az objektum helyét. A rádiónavigációs rendszerekben, mint például a GPS és a VOR, egy mobil vevő rádiójeleket vesz azoknak a navigációs rádiójelzőknek, amelyeknek helyzete ismert, és a rádióhullámok érkezési idejének pontos mérésével a vevő kiszámíthatja a földi helyzetét. Vezeték nélküli rádiós távirányító eszközökben, mint például drónok, garázskapu nyitók és kulcs nélküli beléptető rendszerek, a vezérlő eszközről továbbított rádiójelek vezérlik a távoli eszköz műveleteit.

A rádióhullámok olyan alkalmazásait, amelyek nem vonják maguk után a hullámok jelentős távolságok továbbítását, például az ipari folyamatokban és mikrohullámú sütőben használt RF fűtést és az orvosi alkalmazásokat, mint például a diatermia és az MRI gépek, általában nem nevezik rádiónak. A főnév rádió a sugárzott rádióvevőt is jelenti.

A rádióhullámokat először Heinrich Hertz német fizikus ismerte fel és vizsgálta 1886-ban. Az első gyakorlati rádióadókat és vevőket 1895-6 körül fejlesztette ki olasz Guglielmo Marconi, és a rádiót 1900 körül kezdték kereskedelmi forgalomban. A felhasználók közötti interferencia elkerülése érdekében a A rádióhullámok kibocsátását szigorúan törvény szabályozza, amelyet a Nemzetközi Távközlési Uniónak (ITU) hívott nemzetközi testület koordinál, amely a rádióspektrumban frekvenciasávokat különít fel különféle felhasználásokra.

A rádióhullámokat felgyorsítják az elektromos töltések. Mesterségesen generálják az időben változó elektromos áramok, amelyek elektronokból előre-hátra áramolnak egy antenna nevű fémvezetőben, így gyorsulnak. Adás közben az adó generál egy rádiófrekvenciát váltakozó árammal, amelyet az antennára vezetnek. Az antenna rádióhullámként sugározza az áramot. Amikor a hullámok megütik a rádióvevő antennáját, az elektronokat oda-vissza tolják a fémben, és apró váltakozó áramot indukálnak. A fogadó antennához csatlakoztatott rádióvevő érzékeli ezt az oszcilláló áramot és felerősíti.

Ahogyan távolabb jutnak az adóantennától, a rádióhullámok szétszóródnak, így csökken a jelerősség (intenzitás watt per négyzetméter), tehát a rádióadások csak az adó korlátozott tartományánál vehetők fel, a távolságot az adó teljesítményétől függően, antenna sugárzási mintázata, vevő érzékenysége, zajszintje és akadályok jelenléte az adó és a vevő között. Egyirányú antenna minden irányban továbbítja vagy veszi a rádióhullámokat, míg egy irányantenna vagy nagy erõsségû antenna egy adott irányban sugárzási hullámokat továbbít, vagy csak egy irányból vesz hullámokat.

A rádióhullámok vákuumon keresztül haladnak a fénysebességgel és a levegőben, nagyon közel a fénysebességhez, tehát a rádióhullám hullámhossza, a hullám szomszédos tengelyeinek távolsága méterben fordítva arányos a frekvenciájával.

Az elektromágneses hullámok más típusai a rádióhullámokon kívül; az infravörös, látható fény, az ultraibolya, a röntgen és a gamma sugarak szintén képesek információt hordozni és kommunikációra felhasználhatók. A rádióhullámok széles körű használata távközléshez elsősorban a nagy hullámhosszukból eredő kívánatos terjedési tulajdonságoknak köszönhető. A rádióhullámok képesek átjutni a légkörben, a lombozaton és a legtöbb építőanyagban, és diffrakció útján akadályok körül hajlamosak, és más elektromágneses hullámokkal ellentétben inkább szétszórtak, mint abszorbeálódnak a hullámhosszon nagyobb tárgyakon.

Az információs jelet hordozó modulált rádióhullám számos frekvenciát foglal el. Lásd az ábrát. A rádiójelekben található információ (moduláció) általában keskeny frekvenciasávokban koncentrálódik, amelyeket oldalsávoknak (SB) hívnak, közvetlenül a vivőfrekvencia felett és alatt. A rádiójel által elfoglalt frekvenciatartomány szélességét hertzben, a legmagasabb frekvenciát, levonva a legalacsonyabb frekvenciát, sávszélességének (BW) nevezzük. Bármely adott jel-zaj arány esetén egy sávszélesség képes azonos mennyiségű információt továbbítani (adatátviteli sebesség bitben másodpercenként), függetlenül attól, hogy a rádiófrekvencia-spektrumban hol található, tehát a sávszélesség az információhordozó intézkedése kapacitás. A rádióátvitelhez szükséges sávszélesség függ a küldött információ (modulációs jel) adatsebességétől és az alkalmazott modulációs módszer spektrális hatékonyságától; mekkora adatot képes továbbítani minden sávszélesség kilohertsén. A rádió által továbbított különféle típusú információjelek adatsebessége eltérő. Például egy televíziós (video) jelnél nagyobb adatátviteli sebesség van, mint egy audiojelnél.

A rádióspektrum, az a rádiófrekvencia teljes tartománya, amelyet egy adott területen a kommunikációhoz lehet felhasználni, korlátozott erőforrás. Minden rádióátvitel elfoglalja a rendelkezésre álló teljes sávszélesség egy részét. A rádió sávszélességét olyan gazdasági javaknak tekintik, amelyek pénzbeli költségekkel járnak, és egyre növekvő igény van. A rádióspektrum egyes részein a frekvenciasáv vagy akár egyetlen rádiócsatorna használatának jogát millió dollárért vásárolják és adják el. Tehát ösztönzik a technológia alkalmazását a rádiós szolgáltatások által használt sávszélesség minimalizálása érdekében.

Az utóbbi években az analógról a digitális rádióátviteli technológiára váltottak át. Ennek egyik oka az, hogy a digitális moduláció gyakran több információt továbbít (nagyobb adatátviteli sebesség) egy adott sávszélességben, mint az analóg moduláció, olyan adattömörítési algoritmusok használatával, amelyek csökkentik az elküldendő adatok redundanciáját, és a hatékonyabb modulációt. Az átmenet másik oka az, hogy a digitális moduláció nagyobb zajbiztossággal rendelkezik, mint az analóg, a digitális jelfeldolgozó chipek nagyobb energiával és rugalmassággal rendelkeznek, mint az analóg áramkörök, és ugyanazon digitális modulációval sokféle információ továbbítható.

Mivel ez egy állandó erőforrás, amelyet egyre több felhasználó igényel, a rádióspektrum az utóbbi évtizedekben egyre inkább elterhelté válik, és a hatékonyabb felhasználás szükségessége számos további rádiós innovációt hajt végre, például a csatornás rádiórendszerek, a szélessávú spektrum (ultraszélessávú) átvitel, frekvencia újrafelhasználása, dinamikus spektrum menedzsment, frekvencia-összevonás és kognitív rádió.

A műsorszórás az információ egyirányú továbbítása a rádióadóktól a nyilvános közönséghez tartozó vevőkhöz. Mivel a rádióhullámok a távolsággal gyengülnek, a műsorszóró állomás csak korlátozott távolságra vehető fel az adójától. A műholdakról sugárzott rendszerek általában egy egész országban vagy kontinensen átvehetők. A régebbi földi rádiót és televíziót a reklámok vagy a kormányok fizetik. Az előfizetési rendszerekben, mint például a műholdas televízió és a műholdas rádió, az ügyfél havi díjat fizet. Ezekben a rendszerekben a rádiójelet titkosítja, és csak a vevő vezérelheti, amely a vállalat irányítása alatt áll, és deaktiválható, ha az ügyfél nem fizet a számláját.

A műsorszórás a rádióspektrum több részét használja, az átvitt jelek típusától és a kívánt célközönségtől függően. A hosszúhullámú és a közepes hullámú jelek megbízható lefedettséget nyújthatnak a több száz kilométer átmérőjű területeken, de korlátozottabb információhordozó képességgel rendelkeznek, és így a hangjelekkel (beszéd és zene) működnek a legjobban, és a hangminőséget ronthatja a természetes és mesterséges rádiózaj. forrásokból. A rövidhullámú sávok nagyobb potenciáltartományban vannak, de jobban ki vannak téve a távoli állomások beavatkozásainak és a vételét befolyásoló változó légköri feltételeknek.

A nagyon magas frekvencia sávban, több mint 30 megahertz, a Föld légköre kevésbé befolyásolja a jeltartományt, és a látóvonal terjedése vált alapvető üzemmódba. Ezek a magasabb frekvenciák lehetővé teszik a televíziós műsorszóráshoz szükséges nagy sávszélességet. Mivel ezekben a frekvenciákban kevésbé vannak jelen a természetes és a mesterséges zajforrások, frekvencia modulációval kiváló minőségű audio átvitel lehetséges.

Ezen az oldalon ingyenes PNG-képeket tölthet le: Rádió-PNG-képeket ingyenesen letölthet