Rádio é a tecnologia de sinalização e comunicação usando ondas de rádio. Ondas de rádio são ondas eletromagnéticas de frequência entre 30 hertz (Hz) e 300 gigahertz (GHz). Eles são gerados por um dispositivo eletrônico chamado transmissor conectado a uma antena que irradia as ondas e recebidos por um receptor de rádio conectado a outra antena. O rádio é amplamente utilizado em tecnologia moderna, em comunicação por rádio, radar, navegação por rádio, controle remoto, sensoriamento remoto e outras aplicações. Na comunicação por rádio, usada na transmissão de rádio e televisão, telefones celulares, rádios bidirecionais, redes sem fio e comunicação via satélite, entre vários outros usos, as ondas de rádio são usadas para transportar informações pelo espaço de um transmissor para um receptor, modulando o sinal de rádio (imprimir um sinal de informação na onda de rádio variando alguns aspectos da onda) no transmissor. No radar, usado para localizar e rastrear objetos como aeronaves, navios, naves espaciais e mísseis, um feixe de ondas de rádio emitidas por um transmissor de radar reflete no objeto alvo e as ondas refletidas revelam a localização do objeto. Em sistemas de navegação por rádio, como GPS e VOR, um receptor móvel recebe sinais de rádio de sinais de rádio de navegação cuja posição é conhecida e, medindo com precisão o tempo de chegada das ondas de rádio, o receptor pode calcular sua posição na Terra. Nos dispositivos de controle remoto via rádio sem fio, como drones, abridores de portas de garagem e sistemas de entrada sem chave, os sinais de rádio transmitidos a partir de um dispositivo controlador controlam as ações de um dispositivo remoto.

Aplicações de ondas de rádio que não envolvem a transmissão de distâncias significativas das ondas, como aquecimento por RF usado em processos industriais e fornos de microondas, e usos médicos, como diatermia e aparelhos de ressonância magnética, geralmente não são chamados de rádio. O substantivo rádio também é usado para significar um receptor de rádio de transmissão.

As ondas de rádio foram identificadas e estudadas pelo físico alemão Heinrich Hertz em 1886. Os primeiros transmissores e receptores práticos de rádio foram desenvolvidos por volta de 1895-6 pelo italiano Guglielmo Marconi, e o rádio começou a ser usado comercialmente por volta de 1900. Para impedir a interferência entre os usuários, o a emissão de ondas de rádio é estritamente regulamentada por lei, coordenada por um organismo internacional chamado União Internacional de Telecomunicações (UIT), que aloca faixas de frequência no espectro de rádio para diferentes usos.

As ondas de rádio são irradiadas por cargas elétricas em aceleração. Eles são gerados artificialmente por correntes elétricas variáveis ​​no tempo, consistindo em elétrons que fluem para frente e para trás em um condutor de metal chamado antena, acelerando assim. Na transmissão, um transmissor gera uma corrente alternada de radiofrequência que é aplicada a uma antena. A antena irradia a energia da corrente como ondas de rádio. Quando as ondas atingem a antena de um receptor de rádio, elas empurram os elétrons no metal para frente e para trás, induzindo uma pequena corrente alternada. O receptor de rádio conectado à antena receptora detecta essa corrente oscilante e a amplifica.

À medida que eles se afastam da antena transmissora, as ondas de rádio se espalham, diminuindo a intensidade do sinal (intensidade em watts por metro quadrado); portanto, as transmissões de rádio só podem ser recebidas dentro de um alcance limitado do transmissor, a distância dependendo da potência do transmissor, padrão de radiação da antena, sensibilidade do receptor, nível de ruído e presença de obstruções entre o transmissor e o receptor. Uma antena omnidirecional transmite ou recebe ondas de rádio em todas as direções, enquanto uma antena direcional ou antena de alto ganho transmite ondas de rádio em um feixe em uma direção específica ou recebe ondas de apenas uma direção.

As ondas de rádio viajam através do vácuo na velocidade da luz e no ar, muito próximo da velocidade da luz, de modo que o comprimento de onda de uma onda de rádio, a distância em metros entre as cristas adjacentes da onda, é inversamente proporcional à sua frequência.

Os outros tipos de ondas eletromagnéticas, além das ondas de rádio; infravermelho, luz visível, ultravioleta, raios X e raios gama, também são capazes de transportar informações e serem usados ​​para comunicação. O amplo uso de ondas de rádio para telecomunicações deve-se principalmente às propriedades desejáveis ​​de propagação decorrentes do seu grande comprimento de onda. As ondas de rádio têm a capacidade de atravessar a atmosfera, a folhagem e a maioria dos materiais de construção, e por difração podem se dobrar em torno de obstruções e, ao contrário de outras ondas eletromagnéticas, elas tendem a ser dispersas em vez de absorvidas por objetos maiores que seu comprimento de onda.

Uma onda de rádio modulada, carregando um sinal de informação, ocupa uma faixa de frequências. Veja o diagrama. A informação (modulação) em um sinal de rádio é geralmente concentrada em bandas de frequência estreitas chamadas bandas laterais (SB) logo acima e abaixo da frequência da portadora. A largura em hertz da faixa de frequência que o sinal de rádio ocupa, a frequência mais alta menos a frequência mais baixa, é chamada de largura de banda (BW). Para qualquer relação sinal / ruído, uma quantidade de largura de banda pode transportar a mesma quantidade de informação (taxa de dados em bits por segundo), independentemente de onde esteja localizado no espectro de radiofrequência, portanto, largura de banda é uma medida do transporte de informações capacidade. A largura de banda exigida por uma transmissão de rádio depende da taxa de dados da informação (sinal de modulação) que está sendo enviada e da eficiência espectral do método de modulação utilizado; quantos dados ele pode transmitir em cada quilohertz de largura de banda. Diferentes tipos de sinais de informação transmitidos pelo rádio têm taxas de dados diferentes. Por exemplo, um sinal de televisão (vídeo) tem uma taxa de dados maior que um sinal de áudio.

O espectro de rádio, a faixa total de frequências de rádio que pode ser usada para comunicação em uma determinada área, é um recurso limitado. Cada transmissão de rádio ocupa uma parte da largura de banda total disponível. A largura de banda do rádio é considerada um bem econômico, com custo monetário e demanda crescente. Em algumas partes do espectro de rádio, o direito de usar uma banda de frequência ou mesmo um único canal de rádio é comprado e vendido por milhões de dólares. Portanto, há um incentivo para empregar tecnologia para minimizar a largura de banda usada pelos serviços de rádio.

Nos últimos anos, houve uma transição das tecnologias de transmissão de rádio analógica para digital. Parte da razão para isso é que a modulação digital geralmente pode transmitir mais informações (uma maior taxa de dados) em uma determinada largura de banda do que a modulação analógica, usando algoritmos de compactação de dados, que reduzem a redundância nos dados a serem enviados e uma modulação mais eficiente. Outras razões para a transição são que a modulação digital tem maior imunidade a ruídos que os analógicos, os chips de processamento de sinal digital têm mais potência e flexibilidade que os circuitos analógicos, e uma grande variedade de tipos de informações pode ser transmitida usando a mesma modulação digital.

Por ser um recurso fixo que é procurado por um número crescente de usuários, o espectro de rádio tornou-se cada vez mais congestionado nas últimas décadas, e a necessidade de usá-lo com mais eficiência está impulsionando muitas inovações de rádio adicionais, como sistemas de rádio com troncos, espectro espalhado transmissão (banda ultralarga), reutilização de frequência, gerenciamento de espectro dinâmico, pool de frequências e rádio cognitivo.

Broadcasting é a transmissão unidirecional de informações de um transmissor de rádio para receptores pertencentes a uma audiência pública. Como as ondas de rádio ficam mais fracas com a distância, uma estação de transmissão só pode ser recebida a uma distância limitada de seu transmissor. Os sistemas que transmitem a partir de satélites geralmente podem ser recebidos em todo um país ou continente. O rádio e a televisão terrestres mais antigos são pagos pela publicidade comercial ou pelos governos. Em sistemas de assinatura como televisão por satélite e rádio por satélite, o cliente paga uma taxa mensal. Nesses sistemas, o sinal de rádio é criptografado e só pode ser descriptografado pelo receptor, que é controlado pela empresa e pode ser desativado se o cliente não pagar sua conta.

A transmissão utiliza várias partes do espectro de rádio, dependendo do tipo de sinais transmitidos e do público-alvo desejado. Os sinais de ondas longas e ondas médias podem fornecer uma cobertura confiável de áreas com várias centenas de quilômetros de extensão, mas possuem uma capacidade de transporte de informações mais limitada e, portanto, funcionam melhor com sinais de áudio (fala e música), e a qualidade do som pode ser degradada pelo ruído do rádio, natural e artificial. fontes. As bandas de ondas curtas têm maior alcance potencial, mas estão mais sujeitas a interferências de estações distantes e condições atmosféricas variáveis ​​que afetam a recepção.

Na faixa de frequências muito altas, acima de 30 megahertz, a atmosfera da Terra afeta menos o alcance dos sinais e a propagação da linha de visão se torna o modo principal. Essas frequências mais altas permitem a grande largura de banda necessária para a transmissão de televisão. Como as fontes de ruído natural e artificial estão menos presentes nessas frequências, a transmissão de áudio de alta qualidade é possível usando a modulação de frequência.

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