Tehnologie radio

Tehnologia radio, transmiterea și detectarea semnalelor de comunicație constând din unde electromagnetice care circulă prin aer într-o linie dreaptă sau prin reflectare din ionosferă sau dintr-un satelit de comunicații.

Principii fizice de bază

Radiația electromagnetică include lumina, precum și undele radio, iar cele două au multe proprietăți în comun. Ambele sunt propagate prin spațiu în linii aproximativ drepte, cu o viteză de aproximativ 300.000.000 de metri (186.000 mile) pe secundă și au amplitudini care variază ciclic cu timpul; adică oscilează de la amplitudinea zero la maxim și înapoi din nou. Numărul de repetări ale ciclului într-o secundă se numește frecvență (simbolizată ca f) în cicluri pe secundă, iar timpul necesar pentru a finaliza un ciclu este de 1 / f secunde, uneori numită perioadă. Pentru a comemora pionierul german Heinrich Hertz, care a efectuat unele dintre experimentele radio timpurii, ciclul pe secundă este acum numit hertz, astfel încât o frecvență de un ciclu pe secundă este scrisă ca un hertz (prescurtat Hz). Frecvențele mai mari sunt prescurtate așa cum se arată în tabelul 3.

Termenii de frecvență și prescurtările acestora

termen	cicluri pe secundă	abreviere	echivalent
1 hertz	1	1 Hz
1 kilohertz	1000	1 kHz	1.000 Hz
1 megahertz	1.000.000 (10 ⁶)	1 MHz	1.000 kHz
1 gigahertz	1.000.000.000 (10 ⁹)	1 GHz	1.000 MHz

O undă radio propagată prin spațiu va avea în orice moment o variație de amplitudine de-a lungul direcției sale de călătorie similară cu cea a variației sale de timp, la fel ca o undă care călătorește pe un corp de apă. Distanța de la o creastă de unde la următoarea este cunoscută sub numele de lungime de undă.

Lungimea de undă și frecvența sunt legate. Împărțirea vitezei undei electromagnetice (c) după lungimea de undă (desemnată de litera greacă lambda, λ) dă frecvența: f = c / λ. Astfel, o lungime de undă de 10 metri are o frecvență de 300.000.000 împărțită la 10 sau 30.000.000 hertz (30 megahert). Lungimea de undă a luminii este mult mai scurtă decât cea a undei radio. În centrul spectrului luminii, lungimea de undă este de aproximativ 0,5 microni (0,0000005 metri) sau o frecvență de 6 × 10 ¹⁴ hertzi sau 600.000 gigahertz (un gigahert este egal cu 1.000.000.000 hertz). Frecvența maximă în spectrul radio este de obicei considerată a fi de aproximativ 45 gigahertz, ceea ce corespunde unei lungimi de undă de aproximativ 6,7 milimetri. Undele radio pot fi generate și utilizate la frecvențe mai mici de 10 kilohertz (λ = 30.000 metri).

Mecanismul propagării undelor

O undă radio este formată din câmpuri electrice și magnetice care vibrează reciproc în unghi drept unul cu celălalt în spațiu. Când aceste două câmpuri funcționează sincron în timp, se spune că sunt în fază de timp; adică, ambele ating maximele și minimele împreună și ambele trec prin zero împreună. Pe măsură ce distanța de la sursa de energie crește, suprafața peste care este răspândită energia electrică și magnetică este crescută, astfel încât energia disponibilă pe unitate de suprafață este diminuată. Intensitatea semnalului radio, precum intensitatea luminii, scade odată cu creșterea distanței de la sursă.

O antenă de transmitere este un dispozitiv care proiectează energia în frecvență radio generată de un emițător în spațiu. Antena poate fi proiectată pentru a concentra energia radio într-un fascicul ca un far de căutare și astfel crește eficacitatea acesteia într-o direcție dată (vezi electronica).