Radio-talasi

Animacija polutalasne dipolne antene koja emituje radio talase, prikazane u vidu linija električnog polja. Antena u centru se sastoji od dve vertikalne metalne šipke povezane sa radio transmiterom (koji nije prikazan). Odašiljač primenjuje naizmeničnu električnu struju na šipke, što uzrokuje da one naizmenične prelaze iz pozitivnih (+) i negativne (-). Omče električnog polja napuštaju antenu i udaljavaju se brzinom svetlosti; one su radio talasi. U ovoj animaciji akcija je prikazana enormno usporena.

Dijagram električnih (E) i magnetnih polja (H) radio talasa emitovanih monopolnom radio transmisionom antenom (male tamne vertikalne linije u centru). E i H polja su normalna, kao što sledi iz faznog dijagrama dole levo.

Jagi antena za HF područje

Radio-talasi su vrsta elektromagnetskog zračenja u opsegu EM spektra po talasnoj dužini iznad infracrvenog spektra. Područje radijskog spektra obuhvata talasne dužine od milimetar do kilometar odnosno frekvencije od 3 Hz do 300 GHz (gigaherca;1 GHz = 1×10⁹ Hz). Pri 300 GHz, korespondirajuća talasna dužina je 1 mm, a pri 30 Hz je 10.000 km. Poput svih drugih elektromagnetskih talasa, radio talasi putuju brzinom svetlosti. Oni se generišu pomoću električnih naelektrisanja koja se ubrzavaju, kao što se varirajuće električne struje. Radio talasi koji se prirodno javljaju bivaju emitovani munjama i astronomskim objektima.

Radio talasi se veštački generišu pomoću transmitera i primaju se radio prijemnicima, koristeći antene. Radio talasi su u veoma širokoj primeni u modernoj tehnologiji za fiksnu i mobilnu radio komunikaciju, radiodifuziju, radar i druge navigacione sisteme, komunikacione satelite, bežične računarske mreže i mnoge druge vidove primene. Različite frekvencije radio talasa imaju različite propagacione karakteristike u Zemljinoj atmosferi; dugi talasi mogu da budu difraktovani oko prepreka kao što su planine i slede konturu terena (površinski talasi), kratki talasi mogu da budu reflektovani od jonosfere i vraćaju se na zemlju izvan horizonta, dok se talasi mnogo kraćih talasnih dužina veoma malo savijaju ili bivaju difraktovani i putuju duž vidnog polja, tako da su njihova propagaciona rastojanja ograničena na vizuelni horizont.

Da bi se sprečilo ometanje između različitih korisnika, veštačko generisanje i korišćenje radio talasa je strogo regulisano zakonom, koordinirano od strane međunarodnog tela koje se zove Međunarodna telekomunikacijska unija (ITU), koja definiše radio talase kao „elektromagnetne talase frekvencija proizvoljno manjih od 3.000 GHz, koji se kreću u prostoru bez veštačkog vodiča”. Radio spektar je podeljen na više radio bendova na osnovu frekvencije, dodeljene za različite namene.

Nastanak radio-talasa

Radio-talasi nastaju u antenama kada visokofrekventna struja izaziva naizmeničnu promenu električnog i magnetskog polja u okolini antene što predstavlja radio zračenje. Talasna dužina zavisi od rezonantne frekvencije oscilatornog kola koje se nalazi u izlaznom stepenu i koje je povezano sa antenom. Veličina i tip antene utiču na efikasnost zračenja talasa i to tako da je najefikasnije zračenje u slučaju da je veličina antene jednaka četvrtini talasne dužine. Veća antena - veće su talasne dužine (manja frekvencija) i obrnuto.

Modulacija

Prost radio-talas je sinusna talasna pojava i kao takav ne nosi mnoge informacije. Da bi se neka informacija prenela, potrebno je nekako „utisnuti“ u talas ali i potom prepoznati na prijemnoj strani. Taj postupak se zove modulacija i on predstavlja menjanje neke od osobina talasa u sinhronizmu sa signalom koji predstavlja informaciju. U zavisnosti koja se osobina menja postoji:

• amplitudska modulacija,
• frekventna modulacija i
• fazna modulacija.

Na prijemnoj strani postoji prijemna antena koja je vezana za prijemno oscilatorno kolo koje rezonuje na željenoj frekvenciji. Kada se elektromagnetska energija talasa pretvori u visokofrekventnu struju u oscilatornom kolu, tada se pristupa demodulaciji i pojačavanju signala. Takav se signal može dovesti na zvučnik i onda, recimo, čuti signal neke radio-stanice.

Pojasi i upotreba

Naziv pojasa	Skraćenica (engleska)	Pojas ITU	Frekvencija	Talasna dužina	Upotreba
			< 3 Hz	> 100 000 km	H.A.A.R.P. projekti i vojna upotreba
ekstremno niske frekvencija	ELF	1	3—30 Hz	100 000 km – 10 000 km	komunikacije sa podmornicama
super niske frekvencije	SLF	2	30—300 Hz	10 000 km – 1000 km	komunikacije sa podmornicama
ultra niske frekvencije	ULF	3	300—3000 Hz	1000 km – 100 km	podzemne komunikacije - rudnik
vrlo niske frekvencije	VLF	4	3—30 kHz	100 km – 10 km	podmornice, geofizika, nadzor medicinskih uređaja
niske frekvencije	LF	5	30—300 kHz	10 km – 1 km	navigacija, AM radio, časovni signali
srednje frekvencije	MF	6	300—3000 kHz	1 km – 100 m	AM radio
visoke frekvencije	HF	7	3—30 MHz	100 m – 10 m	radio-amateri
vrlo visoke frekvencije	VHF	8	30—300 MHz	10 m – 1 m	FM radio, televizija, avioni
ultra visoke frekvencije	UHF	9	300—3000 MHz	1 m – 100 mm	televizija, mobilni telefoni, avijacija, bežični internet (LAN)
super visoke frekvencije	SHF	10	3—30 GHz	100 mm – 10 mm	mikrotalasna peć, avijacija, radar
ekstremno visoke frekvencije	EHF	11	30—300 GHz	10 mm – 1 mm	radioastronomija
			iznad 300 GHz	< 1 mm

Skraćenice su na engleskom, a pojasevi su označeni po međunarodnom dogovoru ITU-a (International Telecommunication Union).

Otkriće i eksploatacija

Radio talase je prvi put predvidela teorija elektromagnetizma koju je 1867. predložio škotski matematički fizičar Džejms Klerk Maksvel. Njegova matematička teorija, koja se sada naziva Maksvelovim jednačinama, predviđala je da upareno električno i magnetno polje može da putuje kroz svemir kao „elektromagnetni talas”. Maksvel je predložio da se svetlost sastoji od elektromagnetnih talasa veoma kratke talasne dužine. Godine 1887, nemački fizičar Hajnrih Herc je demonstrirao realnost Maksvelovih elektromagnetnih talasa eksperimentalno generišući radio talase u svojoj laboratoriji, pokazujući da oni pokazuju ista svojstva talasa kao i svetlost: stojeći talasi, prelamanje, difrakcija i polarizacija. Italijanski pronalazač Guljelmo Markoni razvio je prve praktične radio predajnike i prijemnike oko 1894–1895. Za svoj rad na radiju dobio je Nobelovu nagradu za fiziku 1909. Radio komunikacija je počela da se komercijalno koristi oko 1900. Savremeni izraz „radio talas“ zamenio je prvobitni naziv „Hercijanski talas“ oko 1912. godine.

Vidi još

• Radio-amaterizam

Literatura

• Ellingson SW (2016). Radio Systems Engineering. Cambridge University Press. str. 16—17. ISBN 9781316785164. 
• Maxwell, James Clerk (1865). „VIII. A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field”. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 155: 459—512. doi:10.1098/rstl.1865.0008. 
• Hertz, Heinrich Rudolph (1893). Electric waves: being researches on the propagation of electric action with finite velocity through space. Cornell University Library. ISBN 9781429740364. 
• Rawer, Karl (1993). Wave Propagation in the Ionosphere. Developments in electromagnetic theory and applications series. Dordrecht: Kluwer Academic. ISBN 9780792307754. OCLC 26257685. 
• De Lee Forest (1950). Father of Radio: The Autobiography of Lee de Forest. .
• Gleason L. Archer Personal Papers (MS108), Suffolk University Archives, Suffolk University; Boston, Massachusetts. Gleason L. Archer Personal Papers (MS108) finding aid
• Kahn Frank J., ed. Documents of American Broadcasting, fourth edition (Prentice-Hall, Inc., 1984).
• Lichty Lawrence W., and Topping Malachi C., eds. American Broadcasting: A Source Book on the History of Radio and Television (Hastings House, 1975).
• Aitkin, Hugh G. J (1985). The Continuous Wave: Technology and the American Radio, 1900-1932. Princeton University Press. .
• Anderson, Leland. "Nikola Tesla On His Work With Alternating Currents and Their Application to Wireless Telegraphy, Telephony, and Transmission of Power", Sun Publishing Company, LC 92-60482, ISBN 0-9632652-0-2 (ed. excerpts available online)
• Anderson, Leland I. Priority in the Invention of Radio — Tesla vs. Marconi, Antique Wireless Association monograph, 1980, examining the 1943 decision by the US Supreme Court holding the key Marconi patent invalid (9 pages). (21st Century Books)
• Archer, Gleason L. Big Business and Radio (The American Historical Society, Inc., 1939)
• Archer, Gleason L. History of Radio to 1926 (The American Historical Society, Inc., 1938).
• Barnouw, Erik (1968). The Golden Web. Oxford University Press. ; The Sponsor (1978); A Tower in Babel (1966).
• Belrose, John S., "Fessenden and Marconi: Their Differing Technologies and Transatlantic Experiments During the First Decade of this Century Arhivirano na sajtu Wayback Machine (23. januar 2009)". International Conference on 100 Years of Radio (5–7 September 1995).
• Briggs, Asa (1984). The BBC — the First Fifty Years. Oxford University Press. .
• Briggs, Asa (1961). The History of Broadcasting in the United Kingdom. Oxford University Press. .
• Brodsky, Ira. "The History of Wireless: How Creative Minds Produced Technology for the Masses" (Telescope Books, 2008)
• Butler, Lloyd (VK5BR), "Before Valve Amplification Arhivirano na sajtu Wayback Machine (8. август 2020) - Wireless Communication of an Early Era"
• Coe, Douglas and Kreigh Collins (ills), "Marconi, pioneer of radio". New York, J. Messner, Inc., 1943. LCCN 43010048
• Covert, Cathy and Stevens John L (1984). Mass Media Between the Wars. Syracuse University Press. .
• Craig, Douglas B (2005). Fireside Politics: Radio and Political Culture in the United States, 1920–1940. 
• Crook, Tim. International Radio Journalism: History, Theory and Practice Routledge, 1998
• Douglas, Susan J., Listening in : radio and the American imagination : from Amos ’n’ Andy and Edward R. Murrow to Wolfman Jack and Howard Stern , New York, N.Y. : Times Books, 1999.
• Ewbank Henry and Lawton Sherman P. Broadcasting: Radio and Television.  (Harper & Brothers, 1952).
• Garratt, G. R. M., "The early history of radio : from Faraday to Marconi", London, Institution of Electrical Engineers in association with the Science Museum, History of technology series, 1994. ISBN 0-85296-845-0 LCCN gb 94011611
• Geddes, Keith, "Guglielmo Marconi, 1874-1937". London : H.M.S.O., A Science Museum booklet, 1974. ISBN 0-11-290198-0 LCCN 75329825 (ed. Obtainable in the US from Pendragon House Inc., Palo Alto, California.)
• Gibson, George H (1977). Public Broadcasting; The Role of the Federal Government, 1919-1976. Praeger Publishers. .
• Hancock, Harry Edgar, "Wireless at sea; the first fifty years. A history of the progress and development of marine wireless communications written to commemorate the jubilee of the Marconi International Marine Communication Company limited". Chelmsford, Eng., Marconi International Marine Communication Co., 1950. LCCN 51040529 /L
• Jackaway, Gwenyth L. Media at War: Radio's Challenge to the Newspapers, 1924-1939 Praeger Publishers, 1995
• Journal of the Franklin Institute. "Notes and comments; Telegraphy without wires", Journal of the Franklin Institute, December 1897, pages 463-464.
• Katz, Randy H., "Look Ma, No Wires": Marconi and the Invention of Radio". History of Communications Infrastructures.
• Lazarsfeld, Paul F (1946). The People Look at Radio. University of North Carolina Press. .
• Maclaurin, W. Rupert (1949). Invention and Innovation in the Radio Industry. The Macmillan Company. .
• Marconi's Wireless Telegraph Company, "Year book of wireless telegraphy and telephony", London : Published for the Marconi Press Agency Ltd., by the St. Catherine Press / Wireless Press. LCCN 14017875 sn 86035439

Spoljašnje veze

• „General Regulations Annexed to the International Radiotelegraph Convention” (PDF). International Radiotelegraph Convention of Washington, 1927. London: His Majesty's Stationery Office. 1928. str. 29—172. Arhivirano iz originala (PDF) 28. 7. 2017. g. Pristupljeno 4. 6. 2017.