Radio to technologia sygnalizacji i komunikacji za pomocą fal radiowych. Fale radiowe to fale elektromagnetyczne o częstotliwości od 30 Hz do 300 gigaherców (GHz). Są one generowane przez urządzenie elektroniczne zwane nadajnikiem podłączonym do anteny, która wypromieniowuje fale i odbierane przez odbiornik radiowy podłączony do innej anteny. Radio jest bardzo szeroko stosowane w nowoczesnych technologiach, w komunikacji radiowej, radarach, radionawigacji, zdalnym sterowaniu, teledetekcji i innych zastosowaniach. W komunikacji radiowej, wykorzystywanej w radiofonii i telewizji, telefonach komórkowych, radiach dwukierunkowych, sieciach bezprzewodowych i komunikacji satelitarnej, wśród wielu innych zastosowań, fale radiowe są wykorzystywane do przenoszenia informacji w przestrzeni z nadajnika do odbiornika poprzez modulację sygnału radiowego. (wyciskanie sygnału informacyjnego na fali radiowej poprzez zmianę niektórych aspektów fali) w nadajniku. W radarze używanym do lokalizowania i śledzenia obiektów, takich jak samoloty, statki, statki kosmiczne i pociski, wiązka fal radiowych emitowana przez nadajnik radarowy odbija się od obiektu docelowego, a fale odbite ujawniają położenie obiektu. W systemach radionawigacyjnych, takich jak GPS i VOR, mobilny odbiornik odbiera sygnały radiowe z nawigacyjnych radiolatarni, których położenie jest znane, a dzięki dokładnemu pomiarowi czasu nadejścia fal radiowych odbiornik może obliczyć swoje położenie na Ziemi. W bezprzewodowych urządzeniach zdalnego sterowania radiowego, takich jak drony, otwieracze do drzwi garażowych i systemy dostępu bezkluczykowego, sygnały radiowe przesyłane z urządzenia sterującego sterują działaniami zdalnego urządzenia.

Zastosowania fal radiowych, które nie wymagają przenoszenia fal na znaczne odległości, takie jak ogrzewanie RF stosowane w procesach przemysłowych i kuchenkach mikrofalowych oraz zastosowania medyczne, takie jak diatermia i urządzenia MRI, nie są zwykle nazywane radiami. Rzeczownik radio jest również używany w znaczeniu odbiornika radiowego.

Fale radiowe zostały po raz pierwszy zidentyfikowane i zbadane przez niemieckiego fizyka Heinricha Hertza w 1886 r. Pierwsze praktyczne nadajniki i odbiorniki radiowe zostały opracowane około 1895-6 r. Przez Włocha Guglielmo Marconiego, a radio zaczęło być wykorzystywane komercyjnie około 1900 r. Aby zapobiec zakłóceniom między użytkownikami, emisja fal radiowych jest ściśle regulowana przez prawo, koordynowane przez międzynarodowy organ zwany Międzynarodowym Związkiem Telekomunikacyjnym (ITU), który przydziela pasma częstotliwości w widmie radiowym do różnych zastosowań.

Fale radiowe są wypromieniowywane przez ładunki elektryczne ulegające przyspieszeniu. Są wytwarzane sztucznie przez zmienne w czasie prądy elektryczne, składające się z elektronów przepływających tam iz powrotem w metalowym przewodniku zwanym anteną, przyspieszając w ten sposób. Podczas transmisji nadajnik generuje prąd przemienny o częstotliwości radiowej, który jest doprowadzany do anteny. Antena wypromieniowuje moc prądu w postaci fal radiowych. Kiedy fale uderzają w antenę odbiornika radiowego, popychają elektrony w metalu tam iz powrotem, indukując niewielki prąd przemienny. Odbiornik radiowy podłączony do anteny odbiorczej wykrywa ten oscylacyjny prąd i wzmacnia go.

W miarę jak przemieszczają się dalej od anteny nadawczej, fale radiowe rozchodzą się tak, że ich siła sygnału (natężenie w watach na metr kwadratowy) maleje, więc transmisje radiowe mogą być odbierane tylko w ograniczonym zasięgu nadajnika, odległość zależy od mocy nadajnika, wzór promieniowania anteny, czułość odbiornika, poziom szumów i obecność przeszkód między nadajnikiem a odbiornikiem. Antena dookólna przesyła lub odbiera fale radiowe we wszystkich kierunkach, podczas gdy antena kierunkowa lub antena o dużym zysku przesyła fale radiowe w wiązce w określonym kierunku lub odbiera fale tylko z jednego kierunku.

Fale radiowe przemieszczają się w próżni z prędkością światła, aw powietrzu z prędkością bardzo zbliżoną do prędkości światła, więc długość fali radiowej, czyli odległość w metrach między sąsiednimi grzbietami fali, jest odwrotnie proporcjonalna do jej częstotliwości.

Inne rodzaje fal elektromagnetycznych oprócz fal radiowych; podczerwień, światło widzialne, ultrafiolet, promieniowanie rentgenowskie i promienie gamma mogą również przenosić informacje i być wykorzystywane do komunikacji. Szerokie zastosowanie fal radiowych w telekomunikacji wynika głównie z ich pożądanych właściwości propagacyjnych wynikających z dużej długości fal. Fale radiowe mają zdolność przechodzenia przez atmosferę, liście i większość materiałów budowlanych, a przez dyfrakcję mogą zginać się wokół przeszkód, aw przeciwieństwie do innych fal elektromagnetycznych mają tendencję do rozpraszania, a nie pochłaniania przez obiekty większe niż ich długość fali.

Modulowana fala radiowa, przenosząca sygnał informacyjny, zajmuje szereg częstotliwości. Zobacz schemat. Informacje (modulacja) w sygnale radiowym są zwykle skoncentrowane w wąskich pasmach częstotliwości zwanych pasmami bocznymi (SB), tuż powyżej i poniżej częstotliwości nośnej. Szerokość w hercach zakresu częstotliwości zajmowanego przez sygnał radiowy, od najwyższej częstotliwości do najniższej, nazywana jest szerokością pasma (BW). Dla dowolnego stosunku sygnału do szumu, szerokość pasma może przenosić taką samą ilość informacji (szybkość transmisji danych w bitach na sekundę) niezależnie od tego, gdzie w widmie częstotliwości radiowej się znajduje, więc szerokość pasma jest miarą przenoszenia informacji Pojemność. Szerokość pasma wymagana przez transmisję radiową zależy od szybkości przesyłania danych (sygnału modulacji) i wydajności widmowej zastosowanej metody modulacji; ile danych może przesłać na każdy kiloherc pasma. Różne rodzaje sygnałów informacyjnych przesyłanych drogą radiową mają różne szybkości transmisji danych. Na przykład sygnał telewizyjny (wideo) ma większą szybkość transmisji danych niż sygnał audio.

Widmo radiowe, czyli całkowity zakres częstotliwości radiowych, które można wykorzystać do komunikacji na danym obszarze, jest zasobem ograniczonym. Każda transmisja radiowa zajmuje część całkowitego dostępnego pasma. Szerokość pasma radiowego jest uważana za dobro ekonomiczne, które wiąże się z kosztami pieniężnymi i jest coraz bardziej poszukiwane. W niektórych częściach widma radiowego prawo do korzystania z pasma częstotliwości lub nawet pojedynczego kanału radiowego jest kupowane i sprzedawane za miliony dolarów. Istnieje więc zachęta do stosowania technologii w celu zminimalizowania szerokości pasma wykorzystywanego przez usługi radiowe.

W ostatnich latach nastąpiło przejście od analogowych do cyfrowych technologii transmisji radiowej. Jednym z powodów tego jest fakt, że modulacja cyfrowa może często przesyłać więcej informacji (większą szybkość transmisji danych) w danym paśmie niż modulacja analogowa, dzięki zastosowaniu algorytmów kompresji danych, które zmniejszają nadmiarowość przesyłanych danych i bardziej wydajną modulację. Innym powodem przejścia jest to, że modulacja cyfrowa ma większą odporność na zakłócenia niż analogowa, chipy cyfrowego przetwarzania sygnału mają większą moc i elastyczność niż obwody analogowe, a przy użyciu tej samej modulacji cyfrowej można przesyłać wiele różnych typów informacji.

Ponieważ jest to stały zasób, na który jest zapotrzebowanie coraz większej liczby użytkowników, w ostatnich dziesięcioleciach widmo radiowe jest coraz bardziej zatłoczone, a potrzeba jego bardziej efektywnego wykorzystania napędza wiele dodatkowych innowacji radiowych, takich jak trankingowe systemy radiowe, widmo rozproszone. (ultraszerokopasmowa) transmisja, ponowne wykorzystanie częstotliwości, dynamiczne zarządzanie widmem, łączenie częstotliwości i kognitywne radio.

Nadawanie to jednokierunkowa transmisja informacji z nadajnika radiowego do odbiorników należących do publiczności. Ponieważ fale radiowe słabną wraz z odległością, stacja nadawcza może być odbierana tylko w ograniczonej odległości od jej nadajnika. Systemy, które nadają z satelitów, można generalnie odbierać w całym kraju lub na całym kontynencie. Starsze naziemne radio i telewizja są opłacane przez reklamy komercyjne lub rządy. W systemach abonamentowych, takich jak telewizja satelitarna i radio satelitarne, klient płaci miesięczną opłatę. W tych systemach sygnał radiowy jest szyfrowany i może być odszyfrowany tylko przez odbiornik, który jest kontrolowany przez firmę i może zostać dezaktywowany, jeśli klient nie zapłaci rachunku.

Nadawanie wykorzystuje kilka części widma radiowego, w zależności od rodzaju transmitowanych sygnałów i pożądanej grupy docelowej. Sygnały długofalowe i średnie mogą zapewnić niezawodne pokrycie obszarów o średnicy kilkuset kilometrów, ale mają mniejszą pojemność przenoszenia informacji, dlatego najlepiej działają z sygnałami audio (mowa i muzyka), a jakość dźwięku może zostać obniżona przez szum radiowy pochodzący z naturalnego i sztucznego źródła. Pasma krótkofalowe mają większy potencjał, ale są bardziej narażone na zakłócenia przez odległe stacje i zmienne warunki atmosferyczne, które mają wpływ na odbiór.

W bardzo wysokim paśmie częstotliwości, większym niż 30 MHz, atmosfera ziemska ma mniejszy wpływ na zasięg sygnałów, a propagacja w linii wzroku staje się modą zasadniczą. Te wyższe częstotliwości zapewniają dużą przepustowość wymaganą do transmisji telewizyjnych. Ponieważ naturalne i sztuczne źródła hałasu są mniej obecne przy tych częstotliwościach, możliwa jest transmisja dźwięku wysokiej jakości przy użyciu modulacji częstotliwości.

Na tej stronie możesz pobrać darmowe obrazy PNG: Radio PNG do pobrania za darmo