Radio är tekniken för signalering och kommunikation med radiovågor. Radiovågor är elektromagnetiska vågor med frekvens mellan 30 hertz (Hz) och 300 gigahertz (GHz). De genereras av en elektronisk enhet som kallas en sändare ansluten till en antenn som strålar vågorna och tas emot av en radiomottagare ansluten till en annan antenn. Radio används mycket i modern teknik, inom radiokommunikation, radar, radionavigering, fjärrkontroll, fjärranalys och andra applikationer. Vid radiokommunikation, som används i radio- och tv-sändningar, mobiltelefoner, tvåvägsradio, trådlöst nätverk och satellitkommunikation bland många andra användningar, används radiovågor för att transportera information över rymden från en sändare till en mottagare, genom att modulera radiosignalen (imponera på en informationssignal på radiovågen genom att variera någon aspekt av vågen) i sändaren. I radar, som används för att lokalisera och spåra föremål som flygplan, fartyg, rymdfarkoster och missiler, reflekterar en stråle av radiovågor som släpps ut av en radarsändare från målobjektet, och de reflekterade vågorna avslöjar objektets plats. I radionavigationssystem som GPS och VOR mottar en mobil mottagare radiosignaler från navigationsradiofyrar vars position är känd, och genom att exakt mäta ankomsttiden för radiovågorna kan mottagaren beräkna sin position på jorden. I trådlösa radiostyrda fjärrkontrollenheter som drönare, garageportöppnare och nyckelfria inmatningssystem styr radiosignaler som sänds från en kontrollenhet handlingen för en fjärrenhet.

Tillämpningar av radiovågor som inte involverar överföring av vågorna betydande avstånd, såsom RF-uppvärmning som används i industriella processer och mikrovågsugnar, och medicinsk användning som diatermi och MRI-maskiner, kallas vanligtvis inte radio. Substantivradio används också för att sända en radioutsändare.

Radiovågor identifierades och studerades först av den tyska fysikern Heinrich Hertz 1886. De första praktiska radiosändarna och mottagarna utvecklades omkring 1895-6 av italienska Guglielmo Marconi, och radio började användas kommersiellt omkring 1900. För att förhindra störningar mellan användarna, utsläpp av radiovågor regleras strikt genom lag, samordnat av ett internationellt organ som kallas Internationella telekommunikationsunionen (ITU), som fördelar frekvensband i radiospektrumet för olika användningsområden.

Radiovågor strålas av elektriska laddningar som genomgår acceleration. De genereras artificiellt genom tidsvarierande elektriska strömmar, bestående av elektroner som flyter fram och tillbaka i en metallledare som kallas en antenn, och på så sätt accelererar. Vid sändning genererar en sändare en växelström för radiofrekvens som appliceras på en antenn. Antennen strålar ut strömmen som radiovågor. När vågorna träffar antennen på en radiomottagare, skjuter de elektronerna i metallen fram och tillbaka, vilket ger en liten växelström. Radiomottagaren ansluten till den mottagande antennen upptäcker denna oscillerande ström och förstärker den.

När de sträcker sig längre från den sändande antennen sprids radiovågor så att deras signalstyrka (intensitet i watt per kvadratmeter) minskar, så att radiosändningar endast kan tas emot inom ett begränsat område för sändaren, avståndet beroende på sändarens effekt, antennstrålningsmönster, mottagarkänslighet, ljudnivå och närvaro av hinder mellan sändare och mottagare. En riktningsantenn sänder eller tar emot radiovågor i alla riktningar, medan en riktningsantenn eller antenn med hög förstärkning sänder radiovågor i en stråle i en viss riktning, eller tar emot vågor från endast en riktning.

Radiovågor rör sig genom ett vakuum med ljusets hastighet, och i luften mycket nära ljusets hastighet, så våglängden för en radiovåg, avståndet i meter mellan angränsande vågkammar, är omvänt proportionell mot dess frekvens.

De andra typerna av elektromagnetiska vågor förutom radiovågor; infrarött, synligt ljus, ultraviolett, röntgenstrålar och gammastrålar kan också bära information och användas för kommunikation. Den breda användningen av radiovågor för telekommunikation beror främst på deras önskvärda spridningsegenskaper som härrör från deras stora våglängd. Radiovågor har förmågan att passera genom atmosfären, lövverk och de flesta byggnadsmaterial, och genom diffraktion kan böja sig runt hinder, och till skillnad från andra elektromagnetiska vågor tenderar de att spridas snarare än att absorberas av föremål större än deras våglängd.

En modulerad radiovåg som bär en informationssignal upptar ett frekvensområde. Se diagram. Informationen (modulering) i en radiosignal koncentreras vanligtvis i smala frekvensband som kallas sidband (SB) strax ovanför och under bärfrekvensen. Bredden i hertz för det frekvensområde som radiosignalen upptar, den högsta frekvensen minus den lägsta frekvensen, kallas dess bandbredd (BW). För varje givet signal-brus-förhållande kan en mängd bandbredd bära samma mängd information (datahastighet i bitar per sekund) oavsett var i radiofrekvensspektrumet det är beläget, så bandbredd är ett mått på informationsbärande kapacitet. Bandbredden som krävs av en radiosändning beror på datahastigheten för informationen (moduleringssignalen) som skickas och spektraleffektiviteten för den använda modulationsmetoden; hur mycket data den kan överföra i varje kilohertz bandbredd. Olika typer av informationssignaler från radio har olika datahastigheter. Till exempel har en TV-signal (videos) en högre datahastighet än en ljudsignal.

Radiospektret, det totala utbudet av radiofrekvenser som kan användas för kommunikation i ett givet område, är en begränsad resurs. Varje radiosändning upptar en del av den totala tillgängliga bandbredden. Radiobandbredd betraktas som en ekonomisk vara som har en monetär kostnad och ökar efterfrågan. I vissa delar av radiospektrumet köps och säljs rätten att använda ett frekvensband eller till och med en enda radiokanal för miljoner dollar. Så det finns ett incitament att använda teknik för att minimera bandbredden som används av radiotjänster.

Under de senaste åren har det skett en övergång från analog till digital radiosändningsteknologi. En del av orsaken till detta är att digital modulering ofta kan överföra mer information (en högre datahastighet) i en given bandbredd än analog modulering, genom att använda datakomprimeringsalgoritmer, vilket minskar redundansen i de data som ska skickas och mer effektiv modulering. Andra orsaker till övergången är att digital modulering har större brusimmunitet än analoga, digitala signalbehandlingschips har mer kraft och flexibilitet än analoga kretsar, och en mängd olika typer av information kan överföras med samma digitala modulering.

Eftersom det är en fast resurs som efterfrågas av ett ökande antal användare, har radiospektrumet blivit allt mer överbelastat under de senaste decennierna, och behovet av att använda det mer effektivt driver många fler radioinnovationer, till exempel trunkade radiosystem, spridd spektrum (ultrabredbandsöverföring), frekvensåteranvändning, dynamiskt spektrumhantering, frekvenspooling och kognitiv radio.

Broadcasting är envägsöverföring av information från en radiosändare till mottagare som tillhör en allmän publik. Eftersom radiovågorna blir svagare med avstånd kan en sändningsstation endast tas emot inom ett begränsat avstånd från dess sändare. System som sänder från satelliter kan i allmänhet tas emot över ett helt land eller kontinent. Äldre markbunden radio och TV betalas av kommersiell reklam eller myndigheter. I prenumerationssystem som satellit-tv och satellitradio betalar kunden en månadsavgift. I dessa system är radiosignalen krypterad och kan bara dekrypteras av mottagaren, som kontrolleras av företaget och kan inaktiveras om kunden inte betalar sin faktura.

Broadcasting använder flera delar av radiospektrumet, beroende på vilken typ av signaler som sänds och önskad målgrupp. Långvågs- ​​och medelvågsignaler kan ge tillförlitlig täckning av områden flera hundra kilometer över, men har mer begränsad informationskapacitet och fungerar så bäst med ljudsignaler (tal och musik), och ljudkvaliteten kan försämras av radiobrus från naturliga och konstgjorda källor. Kortvågbanden har större potentialområde, men är mer utsatta för störningar från avlägsna stationer och olika atmosfäriska förhållanden som påverkar mottagningen.

I det mycket högfrekventa bandet, mer än 30 megahertz, har jordens atmosfär mindre effekt på signalens räckvidd, och synfältutbredning blir huvudläget. Dessa högre frekvenser tillåter den stora bandbredden som krävs för tv-sändningar. Eftersom naturliga och konstgjorda ljudkällor är mindre närvarande vid dessa frekvenser är högkvalitativ ljudöverföring möjlig med frekvensmodulering.

På den här sidan kan du ladda ner gratis PNG-bilder: Radio PNG-bilder gratis nedladdning