Radio este tehnologia de semnalizare și comunicare folosind unde radio. Undele radio sunt unde electromagnetice de frecvență cuprinse între 30 hertz (Hz) și 300 gigahertz (GHz). Acestea sunt generate de un dispozitiv electronic numit emițător conectat la o antenă care radiază undele și primit de un receptor radio conectat la o altă antenă. Radio este foarte larg utilizat în tehnologia modernă, în comunicații radio, radar, navigație radio, telecomandă, teledetecție și alte aplicații. În comunicațiile radio, utilizate în radiodifuziunea și televiziunea, telefoanele celulare, radioul în două sensuri, rețeaua wireless și comunicarea prin satelit printre multe alte utilizări, undele radio sunt utilizate pentru a transporta informații prin spațiu de la un emițător la un receptor, prin modularea semnalului radio (afișând un semnal informațional pe unda radio prin modificarea unui aspect al undei) în emițător. În radar, folosit pentru a localiza și urmări obiecte precum aeronave, nave, nave spațiale și rachete, un fascicul de unde radio emise de un emițător radar reflectă obiectul țintă, iar undele reflectate dezvăluie locația obiectului. În sistemele de navigație radio, cum ar fi GPS și VOR, un receptor mobil primește semnale radio de la balizele radio de navigație a căror poziție este cunoscută și, prin măsurarea exactă a timpului de sosire a undelor radio, receptorul își poate calcula poziția pe Pământ. În dispozitivele de control de la distanță radio wireless, cum ar fi drone, deschizători de uși de garaj și sisteme de intrare fără cheie, semnalele radio transmise de la un dispozitiv de control controlează acțiunile unui dispozitiv de la distanță.

Aplicațiile undelor radio care nu implică transmiterea undelor pe distanțe semnificative, cum ar fi încălzirea RF folosită în procesele industriale și cuptoarele cu microunde, precum și utilizările medicale, cum ar fi aparatele de diatermie și RMN, nu sunt de obicei numite radio. Substantivul radio este folosit și pentru a semnifica un receptor radio difuzat.

Undele radio au fost identificate și studiate pentru prima dată de fizicianul german Heinrich Hertz în 1886. Primele emițătoare și receptoare radio practice au fost dezvoltate în jurul anilor 1895-6 de către italianul Guglielmo Marconi, iar radioul a început să fie utilizat comercial în jurul anului 1900. Pentru a preveni interferențele dintre utilizatori, emisia undelor radio este strict reglementată de lege, coordonată de un organism internațional numit Uniunea Internațională a Telecomunicațiilor (UIT), care alocă benzi de frecvență în spectrul radio pentru diferite utilizări.

Undele radio sunt radiate de sarcini electrice în curs de accelerare. Sunt generate artificial prin curenți electrici variați în timp, constând din electroni care curg înainte și înapoi într-un conductor de metal numit antenă, accelerând astfel. În transmisie, un transmițător generează un curent alternativ de frecvență radio care este aplicat pe o antenă. Antena radiază puterea în curent ca unde radio. Când undele lovesc antena unui receptor radio, acestea împing electronii în metal înainte și înapoi, inducând un curent alternativ minuscul. Receptorul radio conectat la antena de recepție detectează acest curent oscilant și îl amplifică.

Pe măsură ce se deplasează mai departe de antena de transmisie, undele radio se răspândesc astfel încât puterea semnalului lor (intensitatea în wați pe metru pătrat) scade, astfel încât transmisiile radio pot fi primite doar într-un interval limitat al transmițătorului, distanța depinzând de puterea emițătorului, model de radiații de antenă, sensibilitatea receptorului, nivelul de zgomot și prezența obstrucțiilor între emițător și receptor. O antenă omnidirecțională transmite sau primește unde radio în toate direcțiile, în timp ce o antenă direcțională sau o antenă cu câștig mare transmite undele radio într-un fascicul într-o anumită direcție sau primește unde dintr-o singură direcție.

Undele radio circulă printr-un vid la viteza luminii, iar în aer foarte aproape de viteza luminii, astfel încât lungimea de undă a unei unde radio, distanța în metri între crestele adiacente ale undei, este invers proporțională cu frecvența acesteia.

Celelalte tipuri de unde electromagnetice pe lângă undele radio; infraroșu, lumină vizibilă, raze ultraviolete, raze X și raze gamma, sunt, de asemenea, capabile să transporte informații și să fie utilizate pentru comunicare. Utilizarea pe scară largă a undelor radio pentru telecomunicații se datorează în principal proprietăților de propagare dorite care decurg din lungimea lor de undă mare. Undele radio au capacitatea de a trece prin atmosferă, frunziș și majoritatea materialelor de construcție, iar prin difracție se pot îndoi în jurul obstrucțiilor și, spre deosebire de alte unde electromagnetice, acestea tind să fie împrăștiate mai degrabă decât să fie absorbite de obiecte mai mari decât lungimea lor de undă.

O undă radio modulată, care transportă un semnal informațional, ocupă o serie de frecvențe. Vezi diagrama Informația (modularea) dintr-un semnal radio este de obicei concentrată în benzi de frecvențe înguste numite benzi laterale (SB) chiar deasupra și sub frecvența purtătoare. Lățimea în hertz a intervalului de frecvență pe care îl ocupă semnalul radio, cea mai mare frecvență minus cea mai mică frecvență, se numește lățimea de bandă (BW). Pentru orice raport semnal-zgomot dat, o cantitate de lățime de bandă poate transporta aceeași cantitate de informații (rata de date în biți pe secundă), indiferent de locul în care se află spectrul de frecvență radio, astfel încât lățimea de bandă este o măsură a transportării informațiilor capacitate. Lățimea de bandă necesară unei transmisii radio depinde de rata de date a informațiilor (semnal de modulare) trimise și de eficiența spectrală a metodei de modulare utilizate; câte date poate transmite în fiecare kilohertz de lățime de bandă. Diferite tipuri de semnale de informații purtate de radio au rate de date diferite. De exemplu, un semnal de televiziune (video) are o rată de date mai mare decât un semnal audio.

Spectrul radio, gama totală de frecvențe radio care pot fi utilizate pentru comunicarea într-o anumită zonă, este o resursă limitată. Fiecare transmisie radio ocupă o parte din lățimea totală de bandă disponibilă. Lățimea de bandă radio este considerată un bun economic care are un cost monetar și este în creștere a cererii. În unele părți ale spectrului radio, dreptul de a utiliza o bandă de frecvență sau chiar un singur canal radio este cumpărat și vândut pentru milioane de dolari. Deci există un stimulent pentru a utiliza tehnologie pentru a reduce la minimum lățimea de bandă folosită de serviciile radio.

În ultimii ani a existat o tranziție de la tehnologiile de transmisie radio analogice la cele digitale. O parte din motivul este că modularea digitală poate transmite adesea mai multe informații (o rată de date mai mare) într-o anumită lățime de bandă decât modularea analogică, prin utilizarea algoritmilor de compresie a datelor, care reduc redundanța datelor care urmează să fie trimise și o modulare mai eficientă. Alte motive ale tranziției sunt că modularea digitală are o imunitate mai mare la zgomot decât cea analogică, cipurile de procesare a semnalelor digitale au mai multă putere și flexibilitate decât circuitele analogice și o mare varietate de tipuri de informații pot fi transmise utilizând aceeași modulare digitală.

Deoarece este o resursă fixă ​​solicitată de un număr tot mai mare de utilizatori, spectrul radio a devenit din ce în ce mai congestionat în ultimele decenii, iar nevoia de a o folosi mai eficient determină multe inovații radio suplimentare, cum ar fi sistemele radio trunchiate, spectrul de răspândire transmisie (bandă largă), reutilizarea frecvenței, gestionarea dinamică a spectrului, acumularea frecvențelor și radio cognitiv.

Difuzarea este transmisia unidirecțională a informațiilor de la un emițător radio către receptoare aparținând unei audiențe publice. Deoarece undele radio devin mai slabe cu distanța, o stație de emisie poate fi primită doar pe o distanță limitată de emițător. Sistemele care difuzează de la sateliți pot fi, în general, primite pe o întreagă țară sau continent. Radio și televiziune terestră mai vechi este plătită de publicitate comercială sau de guverne. În sistemele de abonament precum televiziunea prin satelit și radioul prin satelit, clientul plătește o taxă lunară. În aceste sisteme semnalul radio este criptat și poate fi decriptat doar de către receptor, care este controlat de companie și poate fi dezactivat dacă clientul nu își plătește factura.

Difuzarea folosește mai multe părți ale spectrului radio, în funcție de tipul de semnale transmise și de publicul țintă dorit. Semnalele cu undă lungă și undă medie pot oferi o acoperire fiabilă a zonelor de câteva sute de kilometri, dar au o capacitate de transport mai mare de informații și astfel funcționează cel mai bine cu semnale audio (vorbire și muzică), iar calitatea sunetului poate fi degradată de zgomotul radio din natural și artificial surse. Benzile cu unde scurte au un potențial mai mare, dar sunt supuse mai mult interferenței stațiilor îndepărtate și condițiilor atmosferice variate care afectează recepția.

În banda de frecvență foarte mare, mai mare de 30 megahertz, atmosfera Pământului are un efect mai mic asupra gamei de semnale, iar propagarea liniei de vedere devine modul principal. Aceste frecvențe mai mari permit lățimea mare de bandă necesară pentru transmisiile de televiziune. Deoarece sursele de zgomot natural și artificial sunt mai puțin prezente la aceste frecvențe, este posibilă o transmisie audio de înaltă calitate, utilizând modularea frecvenței.

În această pagină puteți descărca imagini PNG gratuite: imagini PNG cu descărcare gratuită