В 1887 году Генрих Герц доказал, что электромагнитная энергия может быть отправлена в космос в виде радиоволн, которые проходят через атмосферу примерно со скоростью света. Это открытие помогло разработать принципы радиосвязи, которыми пользуются и сегодня. Кроме того, ученый доказал, что радиоволны имеют электромагнитную природу, а главная их характеристика - это частота, при которой энергия колеблется между электрическими и магнитными полями. Частота в герцах (Гц) связана с длиной волны λ, представляющей собой расстояние, которое радиоволна проходит в течение одного колебания. Таким образом, получается следующая формула: λ = C/F (где C равна скорости света).
Принципы радиосвязи основаны на передаче несущих информацию радиоволн. Они могут передавать голос или цифровые данные. Для этого радиостанция должна иметь:
- Устройство для сбора информации в электрический сигнал (например, микрофон). Этот сигнал называется основной полосой частот в обычном звуковом диапазоне.
- Модулятор внесения информации в полосу частот сигнала на выбранной частоте радио.
- Передатчик, усилитель мощности сигнала, который посылает его на антенну.
- Антенну из проводящего электричество стержня определенной длины, которая будет излучать электромагнитную радиоволну.
- Усилитель сигнала на стороне приемника.
- Демодулятор, который будет способен восстановить первоначальную информацию из принимаемого радиосигнала.
- Наконец, устройство для воспроизведения переданной информации (например, громкоговоритель).
Принципы радиосвязи
Современный принцип радиосвязи был задуман еще в начале прошлого века. В то время радио разработали в основном для передачи голоса и музыки. Но очень скоро появилась возможность использовать принципы радиосвязи для передачи более сложной информации. Например, такой как текст. Это привело к изобретению телеграфа Морзе.
Общим для голоса, музыки или телеграфа является то, что основная информация зашифрована в звуковых сигналах, которые характеризуются амплитудой и частотой (Гц). Люди могут слышать звуки в диапазоне от 30 Гц и примерно до 12 000 Гц. Этот диапазон называется звуковой спектр.
Радиочастотный спектр делится на различные диапазоны частот. Каждый из которых имеет конкретные характеристики в отношении излучения и затухания в атмосфере. Выделяют описанные в таблице ниже коммуникационные приложения, которые работают в том или ином диапазоне.
| LF-диапазон | от 30 кГц | до 300 кГц | В основном используется для воздушных судов, маяков, навигации, а также для передачи информации. |
| FM-диапазон | от 300 кГц | до 3000 кГц | Используется для цифрового вещания. |
| ВЧ-диапазон | от 3000 кГц | до 30000 кГц | Этот диапазон широко подходит для средней и дальней наземной радиосвязи. |
| УКВ-диапазон | от 30000 кГц | до 300000 кГц | УКВ обычно используется для наземного радиовещания и связи морских и воздушных судов |
| UHF-диапазон | от 300000 кГц | до 3000000 кГц | С помощью этого спектра работают спутниковые системы позиционирования, а также мобильные телефоны. |
Сегодня сложно представить, что делало бы человечество без радиосвязи, которая нашла свое применение во многих современных устройствах. Например, принципы радиосвязи и телевидения используются в мобильных телефонах, клавиатуре, GPRS, Wi-Fi, беспроводных компьютерных сетях и так далее.
