בשנת 1887 הוכיח היינריך הרץ שניתן לשלוח אנרגיה אלקטרומגנטית לחלל בצורה של גלי רדיו שעוברים באטמוספירה בערך במהירות האור. גילוי זה עזר לפתח את העקרונות של תקשורת רדיו שנמצאים עדיין בשימוש היום. בנוסף, המדען הוכיח שגלי רדיו הם אלקטרומגנטיים באופיים, והמאפיין העיקרי שלהם הוא התדר שבו האנרגיה נעה בין שדות חשמליים למגנטים. התדר בהרץ (Hz) קשור לאורך הגל λ, שהוא המרחק שגל רדיו עובר בתנודה אחת. כך מתקבלת הנוסחה הבאה: λ=C/F (כאשר C שווה למהירות האור).
עקרונות תקשורת הרדיו מבוססים על שידור גלי רדיו נושאי מידע. הם יכולים להעביר נתונים קוליים או דיגיטליים. לשם כך, לרדיו חייב להיות:
- מכשיר לאיסוף מידע לאות חשמלי (לדוגמה, מיקרופון). אות זה נקרא פס בסיס בטווח האודיו הרגיל.
- מודולטור להזנת מידע לפס תדר האות בתדר הרדיו שנבחר.
- משדר, מגבר כוח אות ששולח אותו לאנטנה.
- אנטנה ממוט מוליך באורך מסוים,אשר יפלוט גל רדיו אלקטרומגנטי.
- מאיץ אותות בצד המקלט.
- דמודולטור שיוכל לשחזר את המידע המקורי מאות הרדיו המתקבל.
- לבסוף, מכשיר לשחזור המידע המשודר (לדוגמה, רמקול).
עקרונות תקשורת רדיו
העיקרון המודרני של תקשורת רדיו נוצר בתחילת המאה הקודמת. באותה תקופה הרדיו פותח בעיקר להעברת קול ומוזיקה. אבל מהר מאוד אפשר היה להשתמש בעקרונות של תקשורת רדיו כדי להעביר מידע מורכב יותר. למשל, כמו טקסט. זה הוביל להמצאת טלגרף המורס.
הדבר המשותף לקול, מוזיקה או טלגרף הוא שהמידע הבסיסי מוצפן באותות אודיו, המתאפיינים באמפליטודה ובתדר (Hz). בני אדם יכולים לשמוע צלילים הנעים בין 30 הרץ לכ-12,000 הרץ. טווח זה נקרא ספקטרום השמע.
ספקטרום תדרי הרדיו מחולק לטווחי תדרים שונים. לכל אחד מהם מאפיינים ספציפיים לגבי קרינה והפחתה באטמוספרה. ישנם יישומי תקשורת המתוארים בטבלה למטה הפועלים ברצועה כזו או אחרת.
| LF-range | מ-30 קילו-הרץ | עד 300 קילו-הרץ | משמש בעיקר למטוסים, משואות, ניווט והעברת מידע. |
| להקת FM | מ-300 קילו-הרץ | עד 3000 קילו-הרץ | משומשלשידור דיגיטלי. |
| להקת HF | מ-3000 kHz | עד 30000 קילו-הרץ | להקה זו מתאימה באופן נרחב לתקשורת יבשתית למרחקים בינוניים וארוכים. |
| להקת VHF | מ-30000 kHz | עד 300000 קילו-הרץ | VHF משמש בדרך כלל לשידור יבשתי ותקשורת אוניות ומטוסים |
| UHF | מ-300000 kHz | עד 3000000 קילו-הרץ | ספקטרום זה משמש מערכות מיקום לווייניות, כמו גם טלפונים ניידים. |
היום קשה לדמיין מה האנושות הייתה עושה ללא תקשורת רדיו, שמצאה את היישום שלה במכשירים מודרניים רבים. לדוגמה, עקרונות הרדיו והטלוויזיה משמשים בטלפונים ניידים, מקלדות, GPRS, Wi-Fi, רשתות מחשבים אלחוטיות וכן הלאה.
