در سال 1887، هاینریش هرتز ثابت کرد که انرژی الکترومغناطیسی را می توان به شکل امواج رادیویی به فضا فرستاد که تقریباً با سرعت نور در جو حرکت می کنند. این کشف به توسعه اصول ارتباطات رادیویی کمک کرد که امروزه هنوز مورد استفاده قرار می گیرند. علاوه بر این، این دانشمند ثابت کرد که امواج رادیویی ماهیت الکترومغناطیسی دارند و مشخصه اصلی آنها فرکانس نوسان انرژی بین میدان های الکتریکی و مغناطیسی است. فرکانس بر حسب هرتز (هرتز) مربوط به طول موج λ است که مسافتی است که یک موج رادیویی در یک نوسان طی می کند. بنابراین، فرمول زیر به دست می آید: λ=C/F (که در آن C برابر است با سرعت نور).
اصول ارتباطات رادیویی مبتنی بر انتقال امواج رادیویی حامل اطلاعات است. آنها می توانند صدا یا داده های دیجیتال را انتقال دهند. برای انجام این کار، رادیو باید دارای:
باشد
- وسیله ای برای جمع آوری اطلاعات در سیگنال الکتریکی (به عنوان مثال، میکروفون). این سیگنال در محدوده صوتی معمولی باند پایه نامیده می شود.
- تعدیل کننده برای وارد کردن اطلاعات به باند فرکانس سیگنال در فرکانس رادیویی انتخاب شده.
- فرستنده، تقویت کننده قدرت سیگنال که آن را به آنتن می فرستد.
- آنتن از یک میله رسانا با طول معین،که یک موج رادیویی الکترومغناطیسی ساطع می کند.
- تقویت کننده سیگنال در سمت گیرنده.
- یک دمدولاتور که می تواند اطلاعات اصلی را از سیگنال رادیویی دریافتی بازیابی کند.
- بالاخره دستگاهی برای بازتولید اطلاعات ارسالی (مثلاً بلندگو).
اصول ارتباطات رادیویی
اصل مدرن ارتباطات رادیویی در آغاز قرن گذشته شکل گرفت. در آن زمان رادیو عمدتاً برای انتقال صدا و موسیقی توسعه یافت. اما خیلی زود امکان استفاده از اصول ارتباطات رادیویی برای انتقال اطلاعات پیچیده تر فراهم شد. به عنوان مثال، مانند متن. این منجر به اختراع تلگراف مورس شد.
چیز رایج برای صدا، موسیقی یا تلگراف این است که اطلاعات اولیه در سیگنال های صوتی رمزگذاری شده است که با دامنه و فرکانس (Hz) مشخص می شود. انسان می تواند صداهایی از 30 هرتز تا حدود 12000 هرتز را بشنود. به این محدوده طیف صوتی می گویند. که هر کدام دارای ویژگی های خاصی در رابطه با تابش و تضعیف جو هستند. برنامه های ارتباطی شرح داده شده در جدول زیر وجود دارد که در یک باند کار می کنند.
| LF-range | از 30 کیلوهرتز | تا 300 کیلوهرتز | عمدتاً برای هواپیما، چراغ‌های دریایی، ناوبری و انتقال اطلاعات استفاده می‌شود. |
| باند FM | از 300 کیلوهرتز | تا 3000 کیلوهرتز | استفاده شدهبرای پخش دیجیتال. |
| باند HF | از 3000 کیلوهرتز | تا 30000 کیلوهرتز | این باند به طور گسترده برای ارتباطات زمینی مسافت متوسط و طولانی مناسب است. |
| باند VHF | از 30000 کیلوهرتز | تا 300000 کیلوهرتز | VHF معمولاً برای پخش زمینی و ارتباطات کشتی و هواپیما استفاده می شود |
| باند UHF | از 300000 کیلوهرتز | تا 3000000 کیلوهرتز | این طیف توسط سیستم های موقعیت یاب ماهواره ای و همچنین تلفن های همراه استفاده می شود. |
امروز به سختی می توان تصور کرد که بشریت بدون ارتباطات رادیویی که کاربرد خود را در بسیاری از دستگاه های مدرن پیدا کرده است، چه می کند. به عنوان مثال، اصول رادیو و تلویزیون در تلفن های همراه، صفحه کلید، GPRS، Wi-Fi، شبکه های کامپیوتری بی سیم و غیره استفاده می شود.
