Tehnologia radio

Antena radio cu unde scurte a ambasadei Chinei la Berlin

Tehnologia radio sau radio este un termen pentru metoda de transmitere fără fir a semnalelor de tot felul cu ajutorul undelor electromagnetice modulate din gama de frecvențe radio ( unde radio ). O formă de transmisie pe fir a acestor semnale este ceea ce este cunoscut sub numele de tehnologie de frecvență purtătoare .

Aplicațiile din industrie și medicină care folosesc frecvența înaltă doar ca instrument (cum ar fi cuptoarele de întărire și topire sau dispozitivele de terapie), pe de altă parte, utilizează de obicei unde radio nemodulate fără nicio informație și, prin urmare, nu sunt atribuite tehnologiei radio.

Istoria și originea termenului

Existența undelor radio a fost prezisă în 1864 de James Clerk Maxwell pe baza unor considerații teoretice și confirmată experimental pentru prima dată la 11 noiembrie 1886 de Heinrich Hertz . Numele „funk” se întoarce la termenul scânteie . Primele sisteme de transmisie au funcționat cu spații de scânteie - impulsurile de curent și tensiune puternice, bogate în armonici , au creat undele radio dorite. Guglielmo Marconi a realizat prima legătură radio în 1895 cu un transmițător pop-spark și o replică a unui receptor de Alexander Stepanowitsch Popow pe o distanță de aproximativ cinci kilometri. Acești pionieri ai tehnologiei radio sunt acum considerați a fi primii radioamatori .

Fizicianul Ferdinand Braun a primit Premiul Nobel pentru fizică în 1909 pentru contribuția sa la dezvoltarea telegrafiei prin radio. El a împărțit premiul cu Marconi, care l-a implementat cu succes în practică și a efectuat prima transmisie radio transatlantică. La 20 septembrie 1898, Braun instalase primul sistem de comunicații fără fir la Institutul de Fizică din Strasbourg , care la scurt timp după aceea se întindea cu 30 km până în orașul Mutzig din Vosges . Marconi a stabilit prima conexiune wireless prin Canalul Bristol în 1897 , iar în același an Braun a stabilit o legătură radio de la Cuxhaven care se întindea la 3 km până la Kugelbake . La 24 septembrie 1900, o astfel de conexiune a fost creată pe ruta lungă de 62 km Cuxhaven - Helgoland . La 12 decembrie 1901 s-a realizat prima transmisie radio transatlantică între Poldhu (Peninsula Lizard , Cornwall ) și St. John's (Newfoundland) .

Această generație primitivă și acum nedorită de unde radio a permis transmiterea mesajelor folosind doar codul Morse , de exemplu de la postul de radio principal din Nauen la navele Marinei Imperiale sau la posturile de radio din Africa de Sud-Vest germană . Abia după descoperirea circuitului oscilatorului cu un tub de electroni de către Alexander Meißner și dezvoltările bazate pe acesta după 1913, s-ar putea dezvolta alte tipuri de modulație . Condiția prealabilă pentru aceasta este o putere de ieșire constantă inițial, care poate fi schimbată într-o manieră direcționată la transmiterea sunetului, a imaginilor și ulterior a datelor.

Primul mesaj vocal a fost trimis în 1900 de Reginald Fessenden . Prima transmisie radio a avut loc de Crăciun în 1906. Fessenden a citit povestea de Crăciun din Biblie. Transmisia ar putea fi recepționată la 500 de metri.

General

Tehnologia radio se bazează pe faptul că un semnal purtător ( undă electromagnetică ) - o tensiune alternativă inițial sinusoidală cu amplitudine constantă - poate fi schimbat într-o manieră țintită prin intermediul unui tip de modulație printr-un semnal de comunicație. De exemplu, frecvența sau amplitudinea tensiunii alternative se modifică în ritmul semnalului. Unda modulată este emisă printr-o antenă și recepționată pe partea receptorului de o altă antenă. Mesajul original este recuperat prin demodulare și poate fi apoi audibil sau vizibil ( televizat ) sau procesat în alt mod.

Avantajul față de tipurile de transmisie concurente este că

  • există foarte multe frecvențe purtătoare diferite care nu se influențează reciproc
  • nu trebuie așezate cabluri electrice între emițător și receptor
  • numărul de receptoare radio nu este practic supus niciunei restricții tehnice
  • Expeditorul și receptorul sunt foarte bine camuflați și cu greu pot fi descoperiți

Dezavantajul este că

  • puteți asculta emisiunile fără a fi descoperiți. Cu toate acestea, utilizarea datelor transmise poate fi îngreunată prin criptare
  • comunicarea poate fi dificilă sau imposibilă de către jammers
  • efortul tehnic este considerabil, dar acest lucru devine din ce în ce mai puțin important datorită progresului în microelectronică
  • În întreaga gamă de transmițător, fiecare bandă de frecvență poate fi utilizată numai de către un singur emițător, cu excepția cazului în tehnologii , cum ar fi de radio direcțională , cu o singură frecvență rețele sau multiplexarea cu diviziune sunt folosite

În radio și televiziune , un participant transmite, postul de radio sau de televiziune și toți ceilalți participanți de pe acest canal primesc doar fără a se transmite. Transmisia este unidirecțională - merge doar într-o singură direcție.

Cu radiotelefonia sau codul Morse , mai multe persoane trimit alternativ pe același canal (de obicei o frecvență sau o pereche de frecvențe), astfel încât comunicarea în ambele direcții este posibilă. Spre deosebire de transmisia unidirecțională (de exemplu, radio), informațiile pot circula în ambele direcții.

În plus față de codul Morse și vorbirea, sunt transmise imagini statice și în mișcare, de exemplu , imagini meteorologice prin satelit sau televiziune, precum și date de tot felul.

În istoria recentă a tehnologiei radio, protocoalele de comunicații precum GSM , UMTS (ambele pentru telefoane mobile ), IEEE 802.11 (rețea de calculatoare fără fir) sau Bluetooth (comunicație fără fir cu dispozitive periferice digitale) sunt adesea utilizate direct de dispozitive .

Deși astăzi tehnologia diferă foarte mult de cea din 1920, cuvântul omonim componentă radio a fost păstrat în termeni precum radio , radio mobil , radio etc. și în numele companiei Telefunken până în prezent.

O nouă dezvoltare a tehnologiei radio a fost posibilă prin miniaturizarea extrem de economisitoare de energie: tehnologia radio fără baterii pentru utilizare în comutatoare și senzori. Tehnologia radio fără baterie este deja utilizată pentru a conecta la rețea diferite tipuri de dispozitive. Energia necesară procesului de transmisie este obținută din mediu prin recoltarea energiei (de exemplu, prin apăsarea unui buton, diferența de temperatură, lumină sau vibrații).

Probleme și erori

Îmbunătățirea distanței prin intermediul unei stații de releu terestre pe un vârf de munte

După cum se vede fizic peste aproximativ 60 MHz undele electromagnetice se propagă cvasi optic fiind stații de releu necesare atunci când globul ( globul urmează să fie scânteiat). În prezent, această sarcină este realizată de z. B. sateliți.

Gazele ( atmosfera pământului ) pot afecta calea semnalului. Acest lucru duce la o multitudine de efecte care depind de frecvența utilizată , densitatea gazului, ionizarea și stratificarea în calea semnalului. O transmisie prin medii lichide și solide duce la o atenuare puternică a semnalului.

La frecvențe mai mari de aproximativ 100 MHz, există o interferență din ce în ce mai mare din reflexiile pe zidărie, structuri metalice, fire sau turnuri. Reflecțiile conduc la o recepție dublă eșalonată cu corupție a semnalului și distorsiune de întârziere de grup. Există anularea parțială sau completă a componentelor semnalului în fază opusă. Mișcările antenei de emisie sau de recepție sau ale altor obiecte din calea semnalului pot afecta transmisia (utilizați cu radar pasiv și în detectoare de mișcare radar!). Există imagini fantomă în recepția TV și probleme cu utilizarea GPS-ului .

Efectele propagării fără fir în atmosfera terestră

Prin selectarea tipului de modulație și a modului de funcționare , multe interferențe pot fi reduse considerabil.

Aplicații

Există numeroase aplicații ale tehnologiei radio, oficial acestea sunt împărțite în servicii radio . Exemple sunt:

În funcție de nevoile lor, se utilizează o varietate de forme tehnice și organizaționale, cum ar fi

Vezi si

literatură

  • Wolfgang Schreier : Apariția tehnologiei radio . Deutsches Museum, München 1996, ISBN 3-924183-35-X .
  • Artur Fürst: Sub vraja lui Nauen . Deutsche Verlags-Anstalt, Stuttgart, Berlin 1923.

Link-uri web

Commons : Diagrame electronice radio  - colecție de imagini, videoclipuri și fișiere audio