Радио-таласи

Радио-таласи су врста електромагнетског зрачења у опсегу ЕМ спектра по таласној дужини изнад инфрацрвеног спектра. Подручје радијског спектра обухвата таласне дужине од милиметар до километар односно фреквенције од 3 Hz до 300 GHz (гигахерца;1 GHz = 1×10⁹ Hz). При 300 GHz, кореспондирајућа таласна дужина је 1 mm, а при 30 Hz је 10.000 km. Попут свих других електромагнетских таласа, радио таласи путују брзином светлости. Они се генеришу помоћу електричних наелектрисања која се убрзавају, као што се варирајуће електричне струје. Радио таласи који се природно јављају бивају емитовани муњама и астрономским објектима.

Анимација полуталасне диполне антене која емитује радио таласе, приказане у виду линија електричног поља. Антена у центру се састоји од две вертикалне металне шипке повезане са радио трансмитером (који није приказан). Одашиљач примењује наизменичну електричну струју на шипке, што узрокује да оне наизменичне прелазе из позитивних (+) и негативне (-). Омче електричног поља напуштају антену и удаљавају се брзином светлости; оне су радио таласи. У овој анимацији акција је приказана енормно успорена.

Дијаграм електричних (E) и магнетних поља (H) радио таласа емитованих монополном радио трансмисионом антеном (мале тамне вертикалне линије у центру). E и H поља су нормална, као што следи из фазног дијаграма доле лево.

Јаги антена за HF подручје

Радио таласи се вештачки генеришу помоћу трансмитера и примају се радио пријемницима, користећи антене. Радио таласи су у веома широкој примени у модерној технологији за фиксну и мобилну радио комуникацију, радиодифузију, радар и друге навигационе системе, комуникационе сателите, бежичне рачунарске мреже и многе друге видове примене. Различите фреквенције радио таласа имају различите пропагационе карактеристике у Земљиној атмосфери; дуги таласи могу да буду дифрактовани око препрека као што су планине и следе контуру терена (површински таласи), кратки таласи могу да буду рефлектовани од јоносфере и враћају се на земљу изван хоризонта, док се таласи много краћих таласних дужина веома мало савијају или бивају дифрактовани и путују дуж видног поља, тако да су њихова пропагациона растојања ограничена на визуелни хоризонт.

Да би се спречило ометање између различитих корисника, вештачко генерисање и коришћење радио таласа је строго регулисано законом, координирано од стране међународног тела које се зове Међународна телекомуникацијска унија (ITU), која дефинише радио таласе као „електромагнетне таласе фреквенција произвољно мањих од 3.000 GHz, који се крећу у простору без вештачког водича”. Радио спектар је подељен на више радио бендова на основу фреквенције, додељене за различите намене.

Настанак радио-таласа

Радио-таласи настају у антенама када високофреквентна струја изазива наизменичну промену електричног и магнетског поља у околини антене што представља радио зрачење. Таласна дужина зависи од резонантне фреквенције осцилаторног кола које се налази у излазном степену и које је повезано са антеном. Величина и тип антене утичу на ефикасност зрачења таласа и то тако да је најефикасније зрачење у случају да је величина антене једнака четвртини таласне дужине. Већа антена - веће су таласне дужине (мања фреквенција) и обрнуто.

Модулација

Прост радио-талас је синусна таласна појава и као такав не носи многе информације. Да би се нека информација пренела, потребно је некако „утиснути“ у талас али и потом препознати на пријемној страни. Тај поступак се зове модулација и он представља мењање неке од особина таласа у синхронизму са сигналом који представља информацију. У зависности која се особина мења постоји:

• амплитудска модулација,
• фреквентна модулација и
• фазна модулација.

На пријемној страни постоји пријемна антена која је везана за пријемно осцилаторно коло које резонује на жељеној фреквенцији. Када се електромагнетска енергија таласа претвори у високофреквентну струју у осцилаторном колу, тада се приступа демодулацији и појачавању сигнала. Такав се сигнал може довести на звучник и онда, рецимо, чути сигнал неке радио-станице.

Појаси и употреба

Назив појаса	Скраћеница (енглеска)	Појас ITU	Фреквенција	Таласна дужина	Употреба
			< 3 Hz	> 100 000 km	H.A.A.R.P. пројекти и војна употреба
екстремно ниске фреквенција	ELF	1	3—30 Hz	100 000 km – 10 000 km	комуникације са подморницама
супер ниске фреквенције	SLF	2	30—300 Hz	10 000 km – 1000 km	комуникације са подморницама
ултра ниске фреквенције	ULF	3	300—3000 Hz	1000 km – 100 km	подземне комуникације - рудник
врло ниске фреквенције	VLF	4	3—30 kHz	100 km – 10 km	подморнице, геофизика, надзор медицинских уређаја
ниске фреквенције	LF	5	30—300 kHz	10 km – 1 km	навигација, АМ радио, часовни сигнали
средње фреквенције	MF	6	300—3000 kHz	1 km – 100 m	АМ радио
високе фреквенције	HF	7	3—30 MHz	100 m – 10 m	радио-аматери
врло високе фреквенције	VHF	8	30—300 MHz	10 m – 1 m	ФМ радио, телевизија, авиони
ултра високе фреквенције	UHF	9	300—3000 MHz	1 m – 100 mm	телевизија, мобилни телефони, авијација, бежични интернет (LAN)
супер високе фреквенције	SHF	10	3—30 GHz	100 mm – 10 mm	микроталасна пећ, авијација, радар
екстремно високе фреквенције	EHF	11	30—300 GHz	10 mm – 1 mm	радиоастрономија
			изнад 300 GHz	< 1 mm

Скраћенице су на енглеском, а појасеви су означени по међународном договору ITU-a (International Telecommunication Union).

Откриће и експлоатација

Радио таласе је први пут предвидела теорија електромагнетизма коју је 1867. предложио шкотски математички физичар Џејмс Клерк Максвел. Његова математичка теорија, која се сада назива Максвеловим једначинама, предвиђала је да упарено електрично и магнетно поље може да путује кроз свемир као „електромагнетни талас”. Максвел је предложио да се светлост састоји од електромагнетних таласа веома кратке таласне дужине. Године 1887, немачки физичар Хајнрих Херц је демонстрирао реалност Максвелових електромагнетних таласа експериментално генеришући радио таласе у својој лабораторији, показујући да они показују иста својства таласа као и светлост: стојећи таласи, преламање, дифракција и поларизација. Италијански проналазач Гуљелмо Маркони развио је прве практичне радио предајнике и пријемнике око 1894–1895. За свој рад на радију добио је Нобелову награду за физику 1909. Радио комуникација је почела да се комерцијално користи око 1900. Савремени израз „радио талас“ заменио је првобитни назив „Херцијански талас“ око 1912. године.

Види још

• Радио-аматеризам

Литература

• Ellingson SW (2016). Radio Systems Engineering. Cambridge University Press. стр. 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 Архивирано на сајту Wayback Machine (23. јануар 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 Архивирано на сајту 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

Спољашње везе

• „General Regulations Annexed to the International Radiotelegraph Convention” (PDF). International Radiotelegraph Convention of Washington, 1927. London: His Majesty's Stationery Office. 1928. стр. 29—172. Архивирано из оригинала (PDF) 28. 7. 2017. г. Приступљено 4. 6. 2017.