Радио

Эта статья о технологии. Чтобы узнать о других значениях, см. Радио (значения) .

Антенная ферма с различными радиоантеннами на пике Сандия недалеко от Альбукерке, Нью-Мексико , США.

Радио – это технология общения с помощью радиоволн . Радиоволны — это электромагнитные волны частотой ( от 3 герц Гц) до 300 гигагерц (ГГц). Они генерируются электронным устройством , называемым передатчиком , подключенным к антенне , которая излучает колеблющуюся электрическую энергию, часто характеризуемую как волна . Их могут принимать другие антенны, подключенные к радиоприемнику , это основной принцип радиосвязи. Помимо связи, радио используется для радаров , радионавигации , дистанционного управления , дистанционного зондирования и других приложений.

В радиосвязи , используемой в радио- и телевещании , сотовых телефонах, радиосвязях , беспроводных сетях и спутниковой связи , радиоволны используются для передачи информации в пространстве от передатчика к приемнику путем модуляции , среди множества других применений радиосигнал (наложение информационного сигнала на радиоволну путем изменения некоторых аспектов волны) в передатчике. В радаре, используемом для обнаружения и отслеживания объектов, таких как самолеты, корабли, космические корабли и ракеты, луч радиоволн, излучаемый радиолокационным передатчиком, отражается от целевого объекта, а отраженные волны показывают местоположение объекта приемнику, который обычно размещается рядом с ним. передатчик. В радионавигационных системах, таких как GPS и VOR , мобильный навигационный прибор принимает радиосигналы от нескольких навигационных радиомаяков , положение которых известно, и путем точного измерения времени прибытия радиоволн приемник может рассчитать свое положение на Земле. В беспроводном радиодистанционном управлении В таких устройствах, как дроны , устройства открывания гаражных ворот и системы бесключевого доступа , радиосигналы, передаваемые с устройства-контроллера, управляют действиями удаленного устройства.

Существование радиоволн было впервые доказано немецким физиком Генрихом Герцем 11 ноября 1886 года. В середине 1890-х годов, основываясь на методах, которые физики использовали для изучения электромагнитных волн, Гульельмо Маркони разработал первый аппарат для радиосвязи на большие расстояния. отправка беспроводного сообщения азбукой Морзе получателю, находящемуся на расстоянии более километра, в 1895 году, и первый трансатлантический сигнал 12 декабря 1901 года. Первая коммерческая радиопередача была передана 2 ноября 1920 года, когда в прямом эфире транслировала результаты президентских выборов Хардинга-Кокса компания Westinghouse Electric and Manufacturing Company в Питтсбурге под позывным KDKA .

Излучение радиоволн регулируется законом, координируемым Международным союзом электросвязи (ITU), который распределяет полосы частот радиоспектра для различных целей.

Этимология

Слово радио происходит от латинского слова radius , что означает «спица колеса, луч света, луч». Впервые оно было применено к средствам связи в 1881 году, когда по предложению французского ученого Меркадье Эрнеста Александр Грэм Белл принял радиофон (что означает «излучаемый звук») в качестве альтернативного названия для своей фотофона . системы оптической передачи

После открытия Герцем существования радиоволн термин «волны Герца» . в 1886 году для этого излучения первоначально использовался Первые практические системы радиосвязи, разработанные Маркони в 1894–1895 годах, передавали телеграфные сигналы с помощью радиоволн. поэтому радиосвязь сначала называлась беспроволочной телеграфией . Примерно до 1910 года термин « беспроводная телеграфия» также включал множество других экспериментальных систем для передачи телеграфных сигналов без проводов, включая электростатическую индукцию , электромагнитную индукцию , а также водную и земную проводимость , поэтому возникла необходимость в более точном термине, относящемся исключительно к электромагнитному излучению. .

Французский физик Эдуард Бранли , обнаруживающий радиоволны , который в 1890 году разработал когерер , назвал его по-французски радиопроводником . Приставка радио- позднее стала использоваться для образования дополнительных описательных составных слов и слов, написанных через дефис, особенно в Европе. Например, в начале 1898 года британское издание The Practice Engineer включило упоминание о радиотелеграфе и радиотелеграфии .

Использование радио как отдельного слова восходит как минимум к 30 декабря 1904 года, когда в инструкциях британской почтовой службы по передаче телеграмм указывалось, что «слово «Радио»... отправляется в служебных инструкциях». Эта практика была принята повсеместно, а слово «радио» было введено в международном масштабе Берлинской радиотелеграфной конвенцией 1906 года, которая включала Положение о службе, определяющее, что «Радиотелеграммы должны указывать в преамбуле, что эта служба является «Радио » .

Переход на радио вместо беспроводной связи в англоязычном мире происходил медленно и неравномерно. Ли де Форест помог популяризировать новое слово в Соединенных Штатах — в начале 1907 года он основал радиотелефонную компанию ДеФорест, а его письмо в журнале Electrical World от 22 июня 1907 года о необходимости юридических ограничений предупреждало, что «радиохаос, безусловно, будет результат до тех пор, пока не будет введено в действие такое строгое регулирование». ВМС США также сыграют свою роль. Хотя в переводе Берлинской конвенции 1906 года использовались термины «беспроводной телеграф» и «беспроводная телеграмма» , к 1912 году вместо этого она начала пропагандировать использование радио . Широкая общественность стала отдавать предпочтение этому термину в 1920-х годах с появлением радиовещания.

История

См. также: История радио , Изобретение радио , Хронология радио и История радиовещания.

Электромагнитные волны были предсказаны Джеймсом Клерком Максвеллом в его теории электромагнетизма 1873 года , теперь называемой уравнениями Максвелла , который предположил, что связанные колеблющиеся электрическое поле и магнитное поле могут распространяться в пространстве как волна, и предположил, что свет состоит из электромагнитных волн короткой длины. . 11 ноября 1886 года немецкий физик Генрих Герц , пытаясь подтвердить теорию Максвелла, впервые наблюдал радиоволны, которые он генерировал с помощью примитивного передатчика на искровом разряднике . Эксперименты Герца и физиков Джагадиша Чандры Бозе , Оливера Лоджа , лорда Рэлея и Аугусто Риги , среди других, показали, что радиоволны, подобные свету, демонстрируют отражение, преломление , дифракцию , поляризацию , стоячие волны и распространяются с той же скоростью, что и свет, подтверждая это. что и свет, и радиоволны являются электромагнитными волнами, различающимися только частотой. В 1895 году Гульельмо Маркони разработал первую систему радиосвязи, использовавшую передатчик на искровом разряднике для передачи кода Морзе на большие расстояния. К декабрю 1901 года он пересек Атлантический океан. Маркони и Карл Фердинанд Браун получили Нобелевскую премию по физике 1909 года «за вклад в развитие беспроводной телеграфии».

В течение первых двух десятилетий радио, называемых эрой радиотелеграфии , примитивные радиопередатчики могли передавать только импульсы радиоволн, а не непрерывные волны, которые были необходимы для аудиомодуляции , поэтому радио использовалось для передачи коммерческих, дипломатических и военных текстов между людьми. обмен сообщениями. Примерно с 1908 года индустриальные страны построили всемирные сети мощных трансокеанских передатчиков для обмена телеграммами между континентами и связи со своими колониями и военно-морскими флотами. Во время Первой мировой войны разработка непрерывного действия радиопередатчиков , выпрямляющих электролитических и кристаллических радиоприемников-детекторов позволила с амплитудной модуляцией (AM) радиотелефонию и другим реализовать Реджинальду Фессендену , что позволило звук передавать . 2 ноября 1920 года компания Westinghouse Electric and Manufacturing Company в Питтсбурге под позывным KDKA передала первую коммерческую радиопередачу, включающую прямую трансляцию президентских выборов Хардинга-Кокса. .

Технология

Радиоволны излучаются электрическими зарядами, претерпевающими ускорение . Они генерируются искусственно изменяющимися во времени электрическими токами , состоящими из электронов, текущих взад и вперед в металлическом проводнике, называемом антенной.

По мере удаления от передающей антенны радиоволны распространяются, поэтому мощность их сигнала ( интенсивность в ваттах на квадратный метр) уменьшается, поэтому радиопередачи могут быть приняты только в пределах ограниченного диапазона передатчика, причем расстояние зависит от мощности передатчика. антенны диаграмма направленности , чувствительность приемника, уровень шума и наличие препятствий между передатчиком и приемником. Всенаправленная антенна передает или принимает радиоволны во всех направлениях, тогда как направленная антенна или антенна с высоким коэффициентом усиления передает радиоволны лучом в определенном направлении или принимает волны только с одного направления.

Радиоволны распространяются со скоростью света в вакууме.

Другие типы электромагнитных волн, помимо радиоволн, инфракрасного , видимого света , ультрафиолета , рентгеновских лучей и гамма-лучей , также могут переносить информацию и использоваться для связи. Широкое использование радиоволн для телекоммуникаций обусловлено главным образом их желательными свойствами распространения, обусловленными их большой длиной волны.

Радиосвязь

Радиосвязь. Такая информация, как звук, преобразуется преобразователем, например микрофоном, в электрический сигнал, который модулирует радиоволну , создаваемую передатчиком . Приемник перехватывает радиоволну и извлекает информационный модуляционный сигнал, который преобразуется обратно в форму, пригодную для использования человеком, с помощью другого преобразователя, например громкоговорителя .

Сравнение модулированных радиоволн AM и FM

В системах радиосвязи информация передается в пространстве с помощью радиоволн. На передающей стороне информация, подлежащая отправке, преобразуется преобразователем определенного типа в изменяющийся во времени электрический сигнал, называемый сигналом модуляции. Сигнал модуляции может быть аудиосигналом, представляющим звук из микрофона , видеосигналом , представляющим движущиеся изображения с видеокамеры , или цифровым сигналом, состоящим из последовательности битов, представляющей двоичные данные с компьютера. Сигнал модуляции подается на радиопередатчик . В передатчике электронный генератор генерирует переменный ток, колеблющийся на радиочастоте , называемый несущей волной , поскольку он служит для «переноса» информации по воздуху. Информационный сигнал используется для модуляции несущей, изменяя некоторые аспекты несущей волны и передавая информацию на несущую. В разных радиосистемах используются разные модуляции : методы

• АМ ( амплитудная модуляция ) – в АМ-передатчике амплитуда (сила) несущей радиоволны изменяется сигналом модуляции;
• FM ( частотная модуляция ) – в FM-передатчике частота несущей радиоволны изменяется сигналом модуляции;
• FSK ( частотная манипуляция ) — используется в беспроводных цифровых устройствах для передачи цифровых сигналов , частота несущей волны смещается между частотами.
• OFDM ( мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов ) — семейство методов цифровой модуляции, широко используемых в системах с высокой пропускной способностью, таких как сети Wi-Fi , мобильные телефоны, цифровое телевещание и цифровое аудиовещание (DAB), для передачи цифровых данных с использованием минимума радиоканала. полоса спектра . Он имеет более высокую спектральную эффективность и большую устойчивость к затуханию, чем AM или FM. В OFDM несколько несущих радиоволн, близко расположенных по частоте, передаются внутри радиоканала, причем каждая несущая модулируется битами из входящего потока битов , поэтому несколько бит передаются одновременно и параллельно. В приемнике несущие демодулируются и биты объединяются в нужном порядке в один битовый поток.

Также используются многие другие типы модуляции. В некоторых типах передается не несущая волна, а только одна или обе боковые полосы модуляции .

Модулированная несущая усиливается в передатчике и подается на передающую антенну , которая излучает энергию в виде радиоволн. Радиоволны передают информацию к месту расположения приемника. В приемнике радиоволна индуцирует небольшое колебательное напряжение в приемной антенне, которое является более слабой копией тока в передающей антенне. Это напряжение подается на радиоприемник , который усиливает слабый радиосигнал, делая его сильнее, а затем демодулирует его, извлекая исходный сигнал модуляции из модулированной несущей волны. Сигнал модуляции преобразуется преобразователем обратно в форму, удобную для использования человеком: аудиосигнал преобразуется в звуковые волны с помощью громкоговорителя или наушников, видеосигнал преобразуется в изображения с помощью дисплея , а цифровой сигнал подается на компьютер. или микропроцессор, который взаимодействует с пользователями-людьми.

Радиоволны от многих передатчиков проходят через воздух одновременно, не мешая друг другу, поскольку радиоволны каждого передатчика колеблются с разной скоростью, другими словами, каждый передатчик имеет разную частоту , измеряемую в герцах (Гц), килогерцах (кГц), мегагерц (МГц) или гигагерц (ГГц). Приемная антенна обычно принимает радиосигналы многих передатчиков. Приемник использует настроенные схемы для выбора желаемого радиосигнала из всех сигналов, принимаемых антенной, и отклонения остальных. ( Настроенный контур также называемый резонансным контуром или контуром резервуара) действует как резонатор , похожий на камертон . Он имеет собственную резонансную частоту , на которой он колеблется. Резонансная частота настраиваемого контура приемника подстраивается пользователем под частоту нужной радиостанции; это называется "тюнинг". Колеблющийся радиосигнал от нужной станции заставляет настроенную схему резонировать , колебаться в сочувствии, и он передает сигнал остальной части приемника. Радиосигналы на других частотах блокируются настроенной схемой и не передаются дальше.

Пропускная способность

Частотный спектр типичного модулированного радиосигнала AM или FM. Он состоит из компонента C на несущей волны частоте $f_{c}$ с информацией ( модуляцией ), содержащейся в двух узких полосах частот, называемых боковыми полосами ( SB ), чуть выше и ниже несущей частоты.

Модулированная радиоволна, несущая информационный сигнал, занимает диапазон частот . Информация ( модуляция ) в радиосигнале обычно сосредоточена в узких полосах частот, называемых боковыми полосами ( SB ), чуть выше и ниже несущей частоты. Ширина в герцах частотного диапазона, который занимает радиосигнал (самая высокая частота минус самая низкая частота), называется его полосой пропускания ( BW ). Для любого заданного отношения сигнал/шум полоса пропускания может нести один и тот же объем информации ( скорость передачи данных в битах в секунду) независимо от того, где в радиочастотном спектре она расположена, поэтому полоса пропускания является мерой передачи информации. емкость . Полоса пропускания, необходимая для радиопередачи, зависит от скорости передачи данных отправляемой информации (сигнала модуляции) и спектральной эффективности модуляции ; используемого метода сколько данных он может передать на каждом килогерце полосы пропускания. Различные типы информационных сигналов, передаваемых по радио, имеют разную скорость передачи данных. Например, телевизионный (видео) сигнал имеет большую скорость передачи данных, чем аудиосигнал .

Радиоспектр . , общий диапазон радиочастот, который можно использовать для связи в данной местности, является ограниченным ресурсом Каждая радиопередача занимает часть общей доступной полосы пропускания. Пропускная способность радиоканала рассматривается как экономический товар , имеющий денежную стоимость и пользующийся растущим спросом. В некоторых частях радиоспектра право использования полосы частот или даже одного радиоканала покупается и продается за миллионы долларов. Таким образом, существует стимул использовать технологии для минимизации полосы пропускания, используемой радиослужбами.

Медленный переход от аналоговых к цифровым технологиям радиопередачи начался в конце 1990-х годов. Одной из причин этого является то, что цифровая модуляция часто может передавать больше информации (более высокая скорость передачи данных) в заданной полосе пропускания, чем аналоговая модуляция , за счет использования алгоритмов сжатия данных , которые уменьшают избыточность отправляемых данных и более эффективной модуляции. Другие причины перехода заключаются в том, что цифровая модуляция обладает большей помехоустойчивостью , чем аналоговая, микросхемы цифровой обработки сигналов обладают большей мощностью и гибкостью, чем аналоговые схемы, а с помощью одной и той же цифровой модуляции можно передавать самые разнообразные типы информации.

Поскольку это фиксированный ресурс, который пользуется спросом у все большего числа пользователей, радиоспектр в последние десятилетия становится все более перегруженным, и необходимость более эффективного его использования стимулирует появление множества дополнительных инноваций в области радиосвязи, таких как транкинговые радиосистемы , системы с расширенным спектром. (сверхширокополосная) передача, повторное использование частот , динамическое управление спектром , объединение частот и когнитивное радио .

Полосы частот

МСЭ на 12 полос , произвольно делит радиоспектр каждая из которых начинается с длины волны, равной степени десяти (10 ^н ) метров с соответствующей частотой, равной 3 десятичной степени, и каждый из которых охватывает декаду частоты или длины волны. Каждая из этих групп имеет традиционное название:

Название группы	Аббревиатура	Частота	Длина волны
Очень сильно низкая частота	ЭЛЬФ	3–30 Гц	100,000– 10 000 км
Супер низкая частота	СЛФ	30–300 Гц	10,000 – 1000 км
Ультра низкая частота	УНЧ	300– 3000 Гц	1,000– 100 км
Очень низкая частота	ОНЧ	3–30 кГц	100–10 км
Низкий частота	НЧ	30–300 кГц	10–1 км
Середина частота	МФ	300– 3000 кГц	1,000– 100 м

Название группы	Аббревиатура	Частота	Длина волны
Высокий частота	ВЧ	3–30 МГц	100–10 м
Очень высокая частота	УКВ	30–300 МГц	10–1 м
Ультра высокая частота	УВЧ	300– 3000 МГц	100–10 см
Супер высокая частота	СВЧ	3–30 ГГц	10–1 см
Очень сильно высокая частота	ЕГФ	30–300 ГГц	10–1 мм
Чрезвычайно высокая частота	ТГФ	300–3000 ГГц (0,3–3,0 ТГц)	1,0–0,1 мм

Видно, что полоса пропускания , диапазон частот, содержащийся в каждой полосе, не одинакова, а увеличивается экспоненциально с увеличением частоты; каждая полоса содержит в десять раз большую полосу пропускания, чем предыдущая полоса.

Термин «чрезвычайно низкая частота» (TLF) использовался для длин волн 1–3 ​​Гц (300 000–100 000 км). хотя этот термин не был определен МСЭ.

Регулирование

Дополнительная информация: Радиорегулирование и служба радиосвязи.

Эфир — это ресурс, которым пользуются многие пользователи. Два радиопередатчика в одной зоне, которые пытаются вести передачу на одной и той же частоте, будут создавать помехи друг другу, вызывая искаженный прием, поэтому ни одна из передач не может быть принята четко. Помехи в радиопередачах могут не только иметь большие экономические издержки, но и быть опасными для жизни (например, в случае создания помех экстренной связи или управлению воздушным движением ).

Чтобы предотвратить помехи между различными пользователями, излучение радиоволн строго регулируется национальным законодательством и координируется международным органом, Международным союзом электросвязи (ITU), который распределяет полосы радиоспектра для различных целей. Радиопередатчики должны быть лицензированы правительством по различным классам лицензий в зависимости от использования и ограничены определенными частотами и уровнями мощности. В некоторых классах, например радио- и телевещательных станциях, передатчику присваивается уникальный идентификатор, состоящий из строки букв и цифр, называемый позывным , который должен использоваться во всех передачах. Для настройки, обслуживания или внутреннего ремонта радиотелефонных передатчиков люди должны иметь государственную лицензию, например, общую лицензию оператора радиотелефона в США, полученную путем прохождения теста, демонстрирующего достаточные технические и юридические знания в области безопасной эксплуатации радиосвязи.

Исключения из вышеуказанных правил допускают нелицензированную эксплуатацию населением маломощных передатчиков ближнего действия в потребительских товарах, таких как сотовые телефоны, беспроводные телефоны , беспроводные устройства , рации , гражданские радиоприемники , беспроводные микрофоны , устройства для открывания гаражных ворот и детские устройства. мониторы . В США они подпадают под действие Части 15 правил Федеральной комиссии по связи (FCC). Многие из этих устройств используют диапазоны ISM — серию полос частот во всем радиоспектре, зарезервированных для нелицензионного использования. Хотя их можно использовать без лицензии, как и все радиооборудование, эти устройства, как правило, должны получить одобрение типа . перед продажей

Приложения

См. Также: Радиоспектр § Приложения.

Ниже приведены некоторые из наиболее важных применений радио, сгруппированные по функциям.

Вещание

Дополнительная информация: Радиовещание.

Вещание – это односторонняя передача информации от передатчика к приемникам, принадлежащим общественной аудитории. Поскольку радиоволны с расстоянием становятся слабее, радиовещательную станцию ​​можно принимать только на ограниченном расстоянии от ее передатчика. Системы, вещающие со спутников , обычно могут принимать сигнал на всю страну или континент. Старые наземные радио и телевидение оплачиваются коммерческой рекламой или правительством. В системах подписки, таких как спутниковое телевидение и спутниковое радио, клиент платит ежемесячную плату. В этих системах радиосигнал зашифрован и может быть расшифрован только приемником, который контролируется компанией и может быть отключен, если клиент не заплатит.

Вещание использует несколько частей радиоспектра в зависимости от типа передаваемых сигналов и желаемой целевой аудитории. Длинноволновые и средневолновые сигналы могут обеспечить надежное покрытие территорий в несколько сотен километров в поперечнике, но имеют более ограниченную информационную способность и поэтому лучше всего работают с аудиосигналами (речь и музыка), а качество звука может ухудшаться из-за радиошумов естественного происхождения. и искусственные источники. Коротковолновые . диапазоны имеют больший потенциальный диапазон, но более подвержены помехам со стороны удаленных станций и меняющимся атмосферным условиям, влияющим на прием

В диапазоне очень высоких частот , превышающем 30 мегагерц, атмосфера Земли оказывает меньшее влияние на дальность действия сигналов, и распространение в пределах прямой видимости основным режимом становится . Эти более высокие частоты обеспечивают большую полосу пропускания, необходимую для телевизионного вещания. Поскольку на этих частотах меньше естественных и искусственных источников шума, возможна качественная передача звука с использованием частотной модуляции .

Аудио: Радиовещание

Основная статья: Радиовещание

Радиовещание – передача звука (звука) на радиоприемники, принадлежащие общественной аудитории. Аналоговое аудио — самая ранняя форма радиовещания. AM-вещание началось примерно в 1920 году. FM-вещание было введено в конце 1930-х годов с улучшенной точностью воспроизведения . Вещательный радиоприемник называется радиоприемником . Большинство радиоприемников могут принимать как AM, так и FM.

Радиовещательный передатчик AM мощностью 1100 Вт

Мачтовая излучающая антенна АМ-радиостанции

Радио Panasonic AM 1964 года.

• АМ ( амплитудная модуляция ) – в АМ амплитуда (сила) несущей радиоволны изменяется звуковым сигналом. AM-радиовещание , старейшая технология радиовещания, разрешено в диапазонах AM-вещания , между 148 и 283 кГц в низкочастотном (LF) диапазоне для длинноволновых передач и между 526 и 1706 кГц в среднечастотном (MF) диапазоне для средневолновых передач. трансляции. Поскольку волны в этих диапазонах распространяются как земные волны, следующие за местностью, радиостанции AM можно принимать за горизонтом на расстоянии сотен миль, но качество AM имеет меньшую точность, чем FM. Излучаемая мощность ( ERP ) AM-станций в США обычно ограничивается максимум 10 кВт, хотя некоторым ( станциям со свободным каналом ) разрешено передавать на мощности 50 кВт. AM-станции вещают в монофоническом режиме; Стандарты стереовещания AM существуют в большинстве стран, но радиоиндустрия не смогла перейти на них из-за отсутствия спроса.

• Коротковолновое вещание . AM-вещание также разрешено в коротковолновых диапазонах устаревшими радиостанциями. Поскольку радиоволны в этих диапазонах могут распространяться на межконтинентальные расстояния, отражаясь от ионосферы с помощью космических волн или «пропускающего» распространения, короткие волны используются международными станциями, вещающими на другие страны.

FM-передатчик радиостанции KWNR , Лас-Вегас, мощностью 35 кВт на частоте 95,5 МГц.

Антенна FM-вещания

AM/FM-радиоприемник со штыревой FM-антенной

автомобильного FM- радио Дисплей интерфейса

• FM ( частотная модуляция ) – в FM частота несущего радиосигнала незначительно изменяется звуковым сигналом. FM-вещание разрешено в диапазонах FM-вещания от 65 до 108 МГц в диапазоне очень высоких частот (ОВЧ). Радиоволны в этом диапазоне распространяются в пределах прямой видимости, поэтому прием FM ограничен визуальным горизонтом примерно до 30–40 миль (48–64 км) и может быть заблокирован холмами. Однако он менее восприимчив к помехам от радиошума ( радиочастотные помехи , сферические помехи , статические помехи) и имеет более высокую точность воспроизведения , лучшую частотную характеристику и меньшие искажения звука , чем AM. В США излучаемая мощность ( ERP ) FM-станций варьируется в пределах 6–100 кВт.
• Цифровое радио включает в себя множество стандартов и технологий для эфирного вещания цифровых радиосигналов. Некоторые системы, такие как HD Radio и DRM , работают в тех же диапазонах волн, что и аналоговое вещание, либо в качестве замены аналоговых станций, либо в качестве дополнительной услуги. Другие, такие как DAB/DAB+ и ISDB _Tsb, работают в диапазонах волн, традиционно используемых для телевидения или спутниковых услуг.

Радио "Робертс" для DAB

• Цифровое аудиовещание (DAB) дебютировало в некоторых странах в 1998 году. Оно передает звук в виде цифрового сигнала, а не аналогового сигнала , как это делают AM и FM. DAB потенциально может обеспечить более высокое качество звука, чем FM (хотя многие станции не предпочитают передавать с таким высоким качеством), имеет большую устойчивость к радиошуму и помехам, лучше использует ограниченную полосу радиоспектра и предоставляет расширенные пользовательские функции, такие как электронные программы передач . Его недостатком является то, что он несовместим с предыдущими радиоприемниками, поэтому необходимо приобрести новый приемник DAB. Несколько стран установили даты отключения аналоговых FM-сетей в пользу DAB / DAB+, в частности, Норвегия в 2017 году. и Швейцария в 2024 году.

Одна станция DAB передает сигнал с полосой пропускания 1500 кГц , который передает 9–12 каналов цифрового звука, модулированного OFDM , из которых слушатель может выбирать. Вещательные компании могут передавать канал с разной скоростью передачи данных , поэтому разные каналы могут иметь разное качество звука. В разных странах станции DAB вещают либо в диапазоне III (174–240 МГц), либо в диапазоне L (1,452–1,492 ГГц) в диапазоне УВЧ, поэтому, как и прием FM, ограничен визуальным горизонтом примерно до 40 миль (64 км).

• HD Radio — альтернативный стандарт цифрового радио, широко распространенный в Северной Америке. HD Radio представляет собой внутриполосную внутриканальную технологию, которая передает цифровой сигнал на поднесущей аналогового FM- или AM-сигнала станции. Станции могут передавать более одного аудиосигнала на поднесущей, поддерживая передачу нескольких аудиоуслуг с разными скоростями передачи данных. Цифровой сигнал передается с использованием OFDM HDC ( High-Definition Coding ) с собственным форматом сжатия звука . HDC основан на MPEG-4 стандарте HE-AAC , но не совместим с ним . Он использует дискретного косинусного преобразования (MDCT) модифицированный алгоритм сжатия аудиоданных .

• Digital Radio Mondiale (DRM) — это конкурирующий стандарт цифрового наземного радио, разработанный в основном вещательными компаниями в качестве замены устаревшего AM- и FM-вещания с более высокой спектральной эффективностью . Mondiale означает «всемирный» на французском и итальянском языках; DRM был разработан в 2001 году и в настоящее время поддерживается 23 странами и принят некоторыми европейскими и восточными вещательными компаниями, начиная с 2003 года. Режим DRM30 использует полосы коммерческого вещания ниже 30 МГц и предназначен для замены стандартного AM-вещания на длинноволновые , средневолновые и коротковолновые диапазоны. В режиме DRM + используются частоты УКВ , сосредоточенные вокруг диапазона FM-вещания, и он предназначен для замены FM-вещания. Он несовместим с существующими радиоприемниками, поэтому слушателям необходимо приобрести новый приемник DRM. Используемая модуляция представляет собой форму OFDM, называемую COFDM , в которой до 4 несущих передаются по каналу, ранее занятому одним сигналом AM или FM, модулированным квадратурной амплитудной модуляцией (QAM).

Система DRM спроектирована так, чтобы быть максимально совместимой с существующими радиопередатчиками AM и FM, так что большая часть оборудования существующих радиостанций может продолжать использоваться, дополненная оборудованием модуляции DRM.

Ресивер Volkswagen RNS-510 поддерживает спутниковое радио Sirius .

• Спутниковое радио — это услуга радиосвязи по подписке, которая транслирует цифровой звук качества компакт-диска непосредственно на абонентские приемники с использованием микроволнового сигнала нисходящей линии связи со спутника прямой трансляции, находящегося на геостационарной орбите на высоте 22 000 миль (35 000 км) над Землей. В основном он предназначен для радиоприемников в транспортных средствах . 2,3 ГГц Спутниковое радио использует диапазон S в Северной Америке, в других частях мира — диапазон L 1,4 ГГц , выделенный для DAB.

Видео: Телевещание

Основная статья: Телевещание

Телевещание — это передача по радио движущихся изображений, состоящих из последовательности неподвижных изображений, отображаемых на экране телевизионного приемника («телевизора» или телевизора) вместе с синхронизированным звуковым (звуковым) каналом. Телевизионные ( видео ) сигналы занимают более широкую полосу пропускания , чем радиовещательные ( аудио ) сигналы. Аналоговое телевидение , оригинальная телевизионная технология, требовало 6 МГц, поэтому полосы телевизионных частот разделены на каналы по 6 МГц, которые теперь называются «РЧ-каналами».

Текущий телевизионный стандарт, введенный в действие в 2006 году, представляет собой цифровой формат, называемый телевидением высокой четкости (HDTV), который передает изображения с более высоким разрешением, обычно 1080 пикселей в высоту и 1920 пикселей в ширину, со скоростью 25 или 30 кадров в секунду. Системы передачи цифрового телевидения (DTV), пришедшие на смену старому аналоговому телевидению в переходный период, начавшийся в 2006 году, используют сжатие изображения и высокоэффективную цифровую модуляцию, такую ​​​​как OFDM и 8VSB, для передачи видео HDTV в меньшей полосе пропускания, чем старые аналоговые каналы, экономя дефицитные ресурсы. пространство радиоспектра . Таким образом, каждый из аналоговых радиочастотных каналов шириной 6 МГц теперь передает до 7 каналов ЦТВ – они называются «виртуальными каналами». Приемники цифрового телевидения ведут себя иначе при плохом приеме или шуме, чем аналоговое телевидение, что называется эффектом « цифрового обрыва ». В отличие от аналогового телевидения, в котором все более плохой прием приводит к постепенному ухудшению качества изображения, в цифровом телевидении плохой прием не влияет на качество изображения до тех пор, пока в определенный момент приемник не перестанет работать и экран не станет черным.

Диспетчерская телестудии, Celebro Studios, Лондон

Антенна телевизионного вещания

Современный телевизор с плоским экраном.

• Наземное телевидение , эфирное (OTA) телевидение или широковещательное телевидение — старейшая телевизионная технология, представляющая собой передачу телевизионных сигналов от наземных телевизионных станций на телевизионные приемники (называемые телевизорами или телевизорами) в домах зрителей. Наземное телевизионное вещание использует полосы 41–88 МГц ( ОВЧ нижний диапазон или диапазон I , несущий радиочастотные каналы 1–6), 174–240 МГц (верхний диапазон ОВЧ или диапазон III; несущий радиочастотные каналы 7–13) и 470–240 МГц (верхний диапазон ОВЧ или диапазон III ; несущий радиочастотные каналы 7–13). 614 МГц ( диапазон УВЧ IV и V ; передача радиочастотных каналов 14 и выше). Точные границы частот различаются в разных странах. Распространение осуществляется в пределах прямой видимости , поэтому прием ограничен визуальным горизонтом. В США эффективная излучаемая мощность (ERP) телевизионных передатчиков регулируется в зависимости от высоты над средней местностью . Зрители, расположенные ближе к телевизионному передатчику, могут использовать простую дипольную антенну «заячьи уши» наверху телевизора, но зрителям в периферийных зонах приема обычно требуется наружная антенна, установленная на крыше, чтобы получить адекватный прием.

(слева) от DISH Network, Super Dish 121 установленный на крыше. (справа) Жилой многоэтажный дом со спутниковыми антеннами, используемыми различными пользователями.

• Спутниковое телевидение – приставка , которая принимает по подписке прямое вещание спутникового телевидения и отображает его на обычном телевидении. Спутник прямого вещания на геостационарной Земли орбите на высоте 22 200 миль (35 700 км) над экватором передает множество каналов (до 900), модулированных нисходящим сигналом K _u -диапазона микроволновым от 12,2 до 12,7 ГГц , на спутниковую антенну на крыше дома абонента. СВЧ-сигнал преобразуется в более низкую промежуточную частоту на антенне и по коаксиальному кабелю передается в здание на приставку, подключенную к телевизору абонента, где он демодулируется и отображается. Абонент платит ежемесячную абонентскую плату.

Время и частота

Государственные службы стандартных частот и сигналов времени управляют радиостанциями точного времени, которые непрерывно передают чрезвычайно точные сигналы времени, создаваемые атомными часами , в качестве эталона для синхронизации других часов. Примеры: BPC , DCF77 , JJY , MSF , RTZ , TDF , WWV и YVTO . Одно из применений - радиочасы часов и часы, которые включают в себя автоматический приемник, который периодически (обычно еженедельно) принимает и декодирует сигнал времени и сбрасывает внутренние кварцевые часы на правильное время, что позволяет небольшим часам или настольным часам иметь то же самое время. точность как атомные часы. Количество правительственных станций времени сокращается, поскольку GPS спутники и протокол сетевого времени Интернета (NTP) обеспечивают одинаково точные стандарты времени.

Двусторонняя голосовая связь

Основная статья: Двусторонняя радиосвязь

Мобильные телефоны, типичные для Японии начала XXI века.

Вышка сотовой связи с общими антеннами, принадлежащими 3 разным сетям.

Двусторонняя радиосвязь — это аудиоприемопередатчик передатчик , приемник и . в одном устройстве, используемый для двунаправленной голосовой связи между людьми с другими пользователями с аналогичными радиостанциями Более старый термин для этого способа связи — радиотелефония . Радиосвязь может быть полудуплексной , как в рации , с использованием одного радиоканала, по которому одновременно может передавать данные только одна радиостанция, поэтому разные пользователи говорят по очереди, нажимая кнопку « нажми и говори » на своей радиостанции. который выключает приемник и включает передатчик. Или радиосвязь может быть полнодуплексной , двунаправленной, использующей два радиоканала, поэтому оба человека могут говорить одновременно, как в сотовом телефоне.

• Сотовый телефон — портативный беспроводной телефон, подключаемый к телефонной сети посредством радиосигналов, обмен которыми осуществляется с местной антенной на базовой станции сотовой связи ( вышке сотовой связи ). Зона обслуживания, обслуживаемая провайдером, разделена на небольшие географические зоны, называемые «сотами», каждая из которых обслуживается отдельной антенной базовой станции и многоканальным приемопередатчиком . Все сотовые телефоны в соте связываются с этой антенной по отдельным частотным каналам, выделенным из общего пула частот. Целью организации сотовой связи является сохранение полосы пропускания радиоканала за счет повторного использования частот . Используются передатчики малой мощности, поэтому радиоволны, используемые в соте, не выходят далеко за пределы соты, что позволяет повторно использовать одни и те же частоты в географически разделенных сотах. Когда пользователь с мобильным телефоном переходит из одной соты в другую, его телефон автоматически «переводится» на новую антенну и ему назначаются новые частоты. Мобильные телефоны имеют высокоавтоматизированный полнодуплексный цифровой приемопередатчик , использующий модуляцию OFDM с использованием двух цифровых радиоканалов, каждый из которых передает одно направление двунаправленного разговора, а также канал управления, который обрабатывает набор вызовов и «передает» телефон на другую вышку сотовой связи. Старше 2G , 3G и 4G Сети используют частоты в диапазоне УВЧ и низкочастотного диапазона, от 700 МГц до 3 ГГц. Передатчик сотового телефона регулирует свою выходную мощность, чтобы использовать минимальную мощность, необходимую для связи с вышкой сотовой связи; 0,6 Вт рядом с вышкой и до 3 Вт на расстоянии. Мощность передатчика канала вышки сотовой связи составляет 50 Вт. Телефоны нынешнего поколения, называемые смартфонами , имеют множество функций, помимо совершения телефонных звонков, и поэтому имеют несколько других радиопередатчиков и приемников, которые соединяют их с другими сетями: обычно модем Wi-Fi , Bluetooth модем . и GPS-приемник .

(слева) Антенна 5G миллиметрового диапазона, Германия (справа) Польские смартфоны 5G

• Сотовая сеть 5G – сотовые сети нового поколения, развертывание которых началось в 2019 году. Их основным преимуществом является гораздо более высокая скорость передачи данных , чем у предыдущих сотовых сетей, до 10 Гбит/с ; В 100 раз быстрее, чем предыдущая сотовая технология 4G LTE . Более высокие скорости передачи данных частично достигаются за счет использования более высокочастотных радиоволн в более высоком микроволновом диапазоне 3–6 ГГц и в диапазоне миллиметровых волн около 28 и 39 ГГц. Поскольку эти частоты имеют более короткий диапазон, чем предыдущие диапазоны сотовых телефонов, ячейки будут меньше, чем ячейки в предыдущих сотовых сетях, ширина которых могла достигать многих миль. Соты миллиметрового диапазона будут иметь длину всего несколько блоков, и вместо базовой станции сотовой связи и антенной вышки они будут иметь множество небольших антенн, прикрепленных к опорам и зданиям.

Спутниковые телефоны с изображением больших антенн, необходимых для связи со спутником.

• Спутниковый телефон ( сатфон ) — портативный беспроводной телефон, аналогичный сотовому телефону, подключаемый к телефонной сети посредством радиосвязи с орбитальным спутником связи, а не через вышки сотовой связи . Они дороже сотовых телефонов; но их преимущество состоит в том, что, в отличие от сотового телефона, действие которого ограничено территориями, покрытыми вышками сотовой связи, спутниковые телефоны можно использовать на большей части или всей географической территории Земли. Чтобы телефон мог связываться со спутником с помощью небольшой всенаправленной антенны , системы первого поколения используют спутники на низкой околоземной орбите , примерно в 400–700 милях (640–1100 км) над поверхностью. При периоде обращения около 100 минут спутник может находиться в поле зрения телефона только около 4–15 минут, поэтому вызов «переводится» на другой спутник, когда тот выходит за пределы местного горизонта. Поэтому требуется большое количество спутников, от 40 до 70, чтобы гарантировать, что хотя бы один спутник постоянно находится в поле зрения из каждой точки Земли. Другие системы спутниковой связи используют спутники для геостационарная орбита, на которой необходимо всего несколько спутников, но их нельзя использовать в высоких широтах из-за земных помех.
• Беспроводной телефон - стационарный телефон которого , трубка является переносной и связывается с остальной частью телефона посредством полнодуплексной радиосвязи ближнего действия, а не присоединяется с помощью шнура. И телефонная трубка, и базовая станция оснащены маломощными радиопередатчиками, обеспечивающими двунаправленную радиосвязь ближнего действия. По состоянию на 2022 год Беспроводные телефоны в большинстве стран используют стандарт передачи DECT .

Motorola SCR-536 времен Второй мировой войны, первая рация

• Сухопутная мобильная радиосистема радиоприемопередатчики ближнего действия, – мобильные или портативные полудуплексные работающие в диапазонах ОВЧ или УВЧ, которые можно использовать без лицензии. Их часто устанавливают в транспортных средствах, при этом мобильные устройства связываются с диспетчером на стационарной базовой станции . используют специальные системы с зарезервированными частотами Службы экстренного реагирования ; полиция, пожарная служба, скорая помощь, службы экстренной помощи и другие государственные службы. Другие системы созданы для использования коммерческими фирмами, такими как службы такси и доставки. Системы УКВ используют каналы в диапазоне 30–50 МГц и 150–172 МГц. Системы УВЧ используют диапазон 450–470 МГц, а в некоторых регионах — диапазон 470–512 МГц. Как правило, системы УКВ имеют больший радиус действия, чем УВЧ, но требуют более длинных антенн. В основном используется модуляция AM или FM, но цифровые системы, такие как DMR вводятся . Излучаемая мощность обычно ограничивается 4 Вт. Эти системы имеют довольно ограниченную дальность действия, обычно от 3 до 20 миль (от 4,8 до 32 км) в зависимости от местности. Ретрансляторы, установленные на высоких зданиях, холмах или горных вершинах, часто используются для увеличения дальности действия, когда необходимо охватить большую территорию, чем прямая видимость. Примерами наземных мобильных систем являются CB , FRS , GMRS и MURS . Современные цифровые системы, называемые транкинговыми радиосистемами , имеют систему управления цифровыми каналами, использующую канал управления, который автоматически назначает частотные каналы группам пользователей.

Пожарный, использующий современную рацию

• • Рация - портативная портативная полудуплексная радиостанция двусторонней связи с батарейным питанием, используемая в наземных мобильных радиосистемах.
• Airband — полудуплексная радиосистема, используемая пилотами самолетов для общения с другими самолетами и наземными авиадиспетчерами . Эта жизненно важная система является основным каналом связи для управления воздушным движением . Для большей части связи при наземных полетах в воздушных коридорах система VHF-AM, использующая каналы от 108 до 137 МГц в диапазоне ОВЧ используется . Эта система имеет типичную дальность передачи 200 миль (320 км) для самолетов, летящих на крейсерской высоте. Для полетов в более отдаленных районах, таких как трансокеанские рейсы, самолеты используют КВ- диапазон или каналы спутников спутниковой связи Inmarsat или Iridium . Военные самолеты также используют выделенный диапазон UHF-AM от 225,0 до 399,95 МГц.

Морская УКВ радиостанция на корабле

• Морская радиостанция - приемопередатчики средней дальности на судах, используемые для связи судно-судно, судно-воздух и судно-берег с капитанами портов. Они используют FM-каналы от 156 до 174 МГц в диапазоне ОВЧ с частотой до 25 Мощность в ваттах, что дает им дальность действия около 60 миль (97 км). Некоторые каналы являются полудуплексными , а некоторые — полнодуплексными , чтобы быть совместимыми с телефонной сетью и позволять пользователям совершать телефонные звонки через морского оператора.
• Любительское радио - полудуплексная двусторонняя радиосвязь дальнего действия, используемая любителями в некоммерческих целях: развлекательная радиосвязь с другими любителями, добровольная экстренная связь во время стихийных бедствий, конкурсов и экспериментов. Радиолюбители должны иметь лицензию радиолюбителя и уникальный позывной , который должен использоваться в качестве идентификатора при передачах. Любительское радио ограничено небольшими частотными диапазонами, любительскими радиодиапазонами , расположенными по всему радиоспектру, начиная с 136 кГц. В этих диапазонах любителям предоставляется свобода передачи на любой частоте, используя широкий спектр методов голосовой модуляции, а также другие формы связи, такие как телевидение с замедленным сканированием (SSTV) и радиотелетайп (RTTY). Кроме того, любители - одни из немногих радиооператоров, все еще использующих с азбукой Морзе радиотелеграфию .

Односторонняя голосовая связь

Один из способов однонаправленной радиопередачи называется симплексным .

• Радионяня - устройство для родителей младенцев, прикрепляемое к кроватке, которое передает звуки ребенка на приемник, который носит родитель, чтобы они могли следить за ребенком, пока они находятся в других частях дома. Используемые диапазоны волн различаются в зависимости от региона, но аналоговые радионяни обычно передают с низкой мощностью в диапазонах волн 16, 9,3–49,9 или 900 МГц, а цифровые системы - в диапазоне волн 2,4 ГГц. Многие радионяни имеют дуплексные каналы, чтобы родитель мог разговаривать с ребенком, и камеры, чтобы показывать видео ребенка.
• Беспроводной микрофон - микрофон с батарейным питанием и передатчиком ближнего действия, который можно носить в руках или носить на теле человека и который передает звук по радио на ближайший приемник, подключенный к звуковой системе. Беспроводные микрофоны используются ораторами, артистами и телеведущими, поэтому они могут свободно передвигаться, не волоча за собой микрофонный шнур. Традиционно аналоговые модели передают в FM-диапазоне на неиспользуемых участках частот телевизионного вещания в диапазонах ОВЧ и УВЧ. Некоторые модели передают по двум частотным каналам для разнесенного приема, чтобы нули не прерывали передачу во время движения исполнителя. В некоторых моделях используется цифровая модуляция для предотвращения несанкционированного приема радиоприемниками сканеров; 900 МГц, 2,4 ГГц или 6 ГГц они работают в диапазонах ISM . Европейские стандарты также поддерживают беспроводные многоканальные аудиосистемы (WMAS), которые могут лучше поддерживать использование большого количества беспроводных микрофонов на одном мероприятии или площадке. По состоянию на 2021 год Регулирующие органы США рассматривали возможность принятия правил для WMAS.

Передача данных

Дополнительная информация: Передача данных , телеметрия и беспроводная связь.

• Беспроводные сети — автоматизированные радиоканалы, которые передают цифровые данные между компьютерами и другими беспроводными устройствами с помощью радиоволн, прозрачно связывая устройства в компьютерную сеть . Компьютерные сети могут передавать любую форму данных: помимо электронной почты и веб-страниц они также передают телефонные звонки ( VoIP ), аудио- и видеоконтент (так называемый потоковый мультимедиа ). Безопасность является большей проблемой для беспроводных сетей, чем для проводных сетей, поскольку любой, кто находится поблизости с беспроводным модемом, может получить доступ к сигналу и попытаться войти в систему. Радиосигналы беспроводных сетей шифруются с использованием WPA .

Ноутбук (с модулем Wi-Fi ) и типичный домашний беспроводной маршрутизатор (справа), подключающий его к Интернету. Ноутбук показывает собственную фотографию

• • Беспроводная локальная сеть ( беспроводная локальная сеть или Wi-Fi ) — на основе стандартов IEEE 802.11 это наиболее широко используемые компьютерные сети, используемые для реализации локальных сетей без кабелей, связывающих компьютеры, ноутбуки, сотовые телефоны, игровые приставки , смарт-телевизоры и принтеры дома или в офисе вместе, а также к беспроводному маршрутизатору, подключающему их к Интернету с помощью проводного или кабельного соединения. Беспроводные маршрутизаторы в общественных местах, таких как библиотеки, отели и кафе, создают точки беспроводного доступа ( горячие точки ), позволяющие пользователям получать доступ к Интернету с помощью портативных устройств, таких как смартфоны , планшеты или ноутбуки . Каждое устройство обменивается данными с помощью беспроводного модема (контроллера интерфейса беспроводной сети), автоматизированного микроволнового передатчика и приемника с всенаправленной антенной, которая работает в фоновом режиме, обмениваясь пакетами данных с маршрутизатором. 2,4 ГГц и 5 ГГц Wi-Fi использует каналы в диапазонах ISM с модуляцией OFDM ( ортогональное частотное разделение каналов ) для передачи данных на высоких скоростях. Передатчики в модемах Wi-Fi ограничены излучаемой мощностью от 200 мВт до 1 Вт, в зависимости от страны. Их максимальный радиус действия в помещении составляет около 150 футов (50 м) на частоте 2,4 ГГц и 50 футов (20 м) на частоте 5 ГГц.

Соседний беспроводной маршрутизатор WAN на телефонном столбе

• • Беспроводная глобальная сеть (беспроводная глобальная сеть, WWAN) — множество технологий, которые обеспечивают беспроводной доступ в Интернет на более широкой территории, чем сети Wi-Fi — от офисного здания до кампуса, района или всего города. Наиболее распространенными используемыми технологиями являются: сотовые модемы , которые обмениваются компьютерными данными по радио с вышками сотовой связи ; спутниковый доступ в Интернет; и более низкие частоты в диапазоне УВЧ, которые имеют больший диапазон, чем частоты Wi-Fi. Поскольку сети WWAN намного дороже и сложнее в администрировании, чем сети Wi-Fi, их использование до сих пор обычно ограничивалось частными сетями, управляемыми крупными корпорациями.
  • Bluetooth — беспроводной интерфейс очень малого радиуса действия на портативном беспроводном устройстве, используемый вместо проводного или кабельного соединения, в основном для обмена файлами между портативными устройствами и подключения мобильных телефонов и музыкальных плееров к беспроводным наушникам . В наиболее широко используемом режиме мощность передачи ограничена 1 милливатт, что обеспечивает очень короткую дальность действия — до 10 м (30 футов). В системе используется передача с расширенным спектром со скачкообразной перестройкой частоты , при которой последовательные пакеты данных передаются в псевдослучайном порядке по одному из 79 каналов Bluetooth шириной 1 МГц между 2,4 и 2,83 ГГц в диапазоне ISM . Это позволяет сетям Bluetooth работать в условиях шума , а другие беспроводные устройства и другие сети Bluetooth используют одни и те же частоты, поскольку вероятность того, что другое устройство попытается передать сигнал на той же частоте одновременно с модемом Bluetooth, невелика. В случае такого «столкновения» Bluetooth-модем просто передаёт пакет данных на другой частоте.
  • Пакетная радиосвязь на большие расстояния - одноранговая беспроводная одноранговая сеть , в которой пакеты данных обмениваются между управляемыми компьютером радиомодемами (передатчиками/приемниками), называемыми узлами, которые могут быть разделены милями и, возможно, мобильными. Каждый узел взаимодействует только с соседними узлами, поэтому пакеты данных передаются от узла к узлу, пока не достигнут пункта назначения с использованием сетевого протокола X.25 . Системы пакетной радиосвязи в ограниченной степени используются коммерческими телекоммуникационными компаниями и сообществом радиолюбителей .
• Текстовые сообщения (текстовые сообщения) – это услуга на сотовых телефонах, позволяющая пользователю набрать короткое буквенно-цифровое сообщение и отправить его на другой номер телефона, при этом текст отображается на экране телефона получателя. Он основан на службе коротких сообщений (SMS), которая передает данные, используя свободную полосу пропускания по управляющему радиоканалу, используемому сотовыми телефонами для обработки фоновых функций, таких как набор номера и передача обслуживания соты. Из-за технических ограничений канала длина текстовых сообщений ограничена 160 буквенно-цифровыми символами.

Параболические антенны микроволновых ретрансляционных линий на вышке в Австралии

• Микроволновое реле - канал передачи цифровых данных «точка-точка» с высокой пропускной способностью на большие расстояния, состоящий из микроволнового передатчика, подключенного к зеркальной антенне , которая передает луч микроволн на другую параболическую антенну и приемник. Поскольку антенны должны находиться в прямой видимости, расстояния ограничиваются визуальным горизонтом до 30–40 миль (48–64 км). Микроволновые линии используются для передачи данных частного бизнеса, глобальных компьютерных сетей (WAN), а также телефонными компаниями для передачи междугородных телефонных звонков и телевизионных сигналов между городами.
• Телеметрия – автоматизированная односторонняя (симплексная) передача данных измерений и работы от удаленного процесса или устройства к приемнику для мониторинга. Телеметрия используется для мониторинга ракет, дронов, спутников и метеозондов в полете радиозондов , отправки научных данных обратно на Землю с межпланетных космических кораблей, связи с электронными биомедицинскими датчиками, имплантированными в тело человека, а также каротажа скважин . Несколько каналов данных часто передаются с использованием мультиплексирования с частотным разделением или мультиплексирования с временным разделением . Телеметрия начинает использоваться в таких потребительских приложениях, как:
  • Автоматизированное считывание показаний счетчиков - счетчики электроэнергии , воды и газа , которые при срабатывании опросного сигнала передают свои показания по радио на служебное считывающее устройство на обочине, чтобы исключить необходимость выезда сотрудника на территорию клиента. вручную снять показания счетчика.
  • Электронный сбор платы за проезд - на платных дорогах , альтернатива ручному сбору платы за проезд в пункте взимания платы, при котором транспондер в транспортном средстве при срабатывании придорожного передатчика передает сигнал на придорожный приемник для регистрации использования дороги транспортным средством. , что позволяет владельцу выставлять счет за проезд.

RFID-метка с DVD

• Радиочастотная идентификация (RFID) — идентификационные метки, содержащие крошечный радиотранспондер ( приемник и передатчик ), которые прикрепляются к товару. Когда метка получает запросный радиоволновый импульс от ближайшего считывающего устройства, она передает обратно идентификационный номер, который можно использовать для инвентаризации товаров. Пассивные метки, наиболее распространенный тип, имеют чип, питаемый радиоэнергией, получаемой от считывателя, выпрямляемой диодом, и могут быть размером с рисовое зерно. Они содержатся в продуктах, одежде, железнодорожных вагонах, библиотечных книгах, багажных бирках авиакомпаний и имплантируются под кожу домашним животным и скоту ( имплантат микрочипа ) и даже людям. Проблемы конфиденциальности были решены с помощью тегов, которые используют зашифрованные сигналы и аутентифицируют читателя перед ответом. Пассивные метки используют диапазоны ISM 125–134 кГц, 13, 900 МГц, 2,4 и 5 ГГц и имеют небольшой радиус действия. Активные метки, питающиеся от батареи, больше по размеру, но могут передавать более сильный сигнал, что обеспечивает их радиус действия в сотни метров.
• Подводная связь . При погружении подводные лодки лишаются всякой обычной радиосвязи со своими военными командными органами из-за проводящей морской воды. Однако радиоволны достаточно низких частот в диапазонах VLF (от 30 до 3 кГц) и ELF (ниже 3 кГц) способны проникать в морскую воду. Военно-морские силы используют крупные береговые передающие станции с выходной мощностью в мегаваттном диапазоне для передачи зашифрованных сообщений на свои подводные лодки в мировом океане. Из-за небольшой пропускной способности эти системы не могут передавать голос, только текстовые сообщения с низкой скоростью передачи данных. Канал связи односторонний, поскольку длинные антенны, необходимые для передачи ОНЧ- или СНЧ-волн, не могут поместиться на подводной лодке. В передатчиках ОНЧ используются проволочные антенны длиной в несколько миль, подобные зонтичным антеннам . Некоторые страны используют передатчики ELF, работающие на частоте около 80 Гц, которые могут связываться с подводными лодками на малых глубинах. В них используются еще более крупные антенны, называемые наземными диполями , состоящие из двух наземных соединений на расстоянии 23–60 км (14–37 миль) друг от друга, соединенных воздушными линиями передачи с передатчиком электростанции.

Космическая связь

Центр спутниковой связи Дубна в России

Это радиосвязь между космическим кораблем и наземной станцией или другим космическим кораблем. Связь с космическими кораблями предполагает самые большие расстояния передачи среди всех радиоканалов, до миллиардов километров для межпланетных космических кораблей . Чтобы принимать слабые сигналы от далеких космических кораблей, наземные спутниковые станции используют большие параболические «тарелочные» антенны диаметром до 25 метров (82 фута) и чрезвычайно чувствительные приемники. высокие частоты в микроволновом Используются диапазоне, поскольку микроволны проходят через ионосферу без преломления , а на микроволновых частотах антенны с высоким коэффициентом усиления, необходимые для фокусировки радиоэнергии в узкий луч, направленный на приемник, малы и занимают минимум места. в спутнике. части диапазонов , L , C , S , k u _и k a _. УВЧ Для космической связи выделены Радиолиния, передающая данные с поверхности Земли на космический корабль, называется восходящей линией связи , а линия связи, передающей данные с космического корабля на землю, называется нисходящей линией связи.

Спутник связи, принадлежащий Азербайджану

• Спутник связи — искусственный спутник , используемый в качестве телекоммуникационного ретранслятора для передачи данных между удаленными друг от друга точками Земли. Они используются потому, что микроволны, используемые для телекоммуникаций, распространяются в пределах прямой видимости и поэтому не могут распространяться по изгибу Земли. По состоянию на 1 января 2021 г. На околоземной орбите находилось 2224 спутника связи. Большинство из них находятся на геостационарной орбите на высоте 22 200 миль (35 700 км) над экватором , так что спутник кажется неподвижным в одной и той же точке неба, поэтому спутниковые антенны наземных станций могут быть постоянно направлены на эту точку и не должны перемещаться. чтобы отследить это. На наземной спутниковой станции микроволновый передатчик и большая спутниковая параболическая антенна передают на спутник микроволновый луч восходящей линии связи. Сигнал восходящей линии связи передает множество каналов телекоммуникационного трафика, таких как междугородние телефонные звонки, телевизионные программы и интернет-сигналы, с использованием метода, называемого мультиплексированием с частотным разделением каналов (FDM). На спутнике транспондер принимает сигнал, переводит его на другую частоту нисходящей линии связи, чтобы избежать помех сигналу восходящей линии связи, и ретранслирует его на другую наземную станцию, которая может находиться далеко от первой. Там сигнал нисходящей линии связи демодулируется, и передаваемый им телекоммуникационный трафик отправляется в местные пункты назначения по наземным линиям связи. Спутники связи обычно имеют несколько десятков транспондеров на разных частотах, которые арендуются разными пользователями.
• Спутник прямого вещания - геостационарный спутник связи, который передает розничные программы непосредственно на приемники в домах и транспортных средствах абонентов на Земле, в спутникового радио системах и телевидения. Он использует более высокую мощность передатчика, чем другие спутники связи, что позволяет потребителям принимать сигнал с помощью небольшой незаметной антенны. Например, в спутниковом телевидении используются частоты нисходящей линии связи от 12,2 до 12,7 ГГц в k _u диапазоне , передаваемые мощностью от 100 до 250 Вт, которые могут приниматься относительно небольшими спутниковыми антеннами размером 43–80 см (17–31 дюйм), установленными снаружи зданий. .

Радар

Основная статья: Радар

Военный авиадиспетчер на авианосце ВМС США наблюдает за самолетами на экране радара

Радар — это метод радиолокации, используемый для обнаружения и отслеживания самолетов, космических кораблей, ракет, кораблей, транспортных средств, а также для картирования погодных условий и местности. Радарная установка состоит из передатчика и приемника. Передатчик излучает узкий луч радиоволн, который распространяется по окружающему пространству. Когда луч попадает на целевой объект, радиоволны отражаются обратно к приемнику. Направление луча показывает местоположение объекта. Поскольку радиоволны распространяются с постоянной скоростью, близкой к скорости света , измеряя краткую временную задержку между исходящим импульсом и полученным «эхом», можно рассчитать расстояние до цели. Цели часто отображаются графически на карте, называемой экраном радара . Доплеровский радар может измерять скорость движущегося объекта, измеряя изменение частоты отраженных радиоволн из-за эффекта Доплера .

Радарные установки в основном используют высокие частоты в микроволновом диапазоне, поскольку эти частоты создают сильные отражения от объектов размером с транспортные средства и могут быть сфокусированы в узкие лучи с помощью компактных антенн. параболические (тарелочные) антенны Широко используются . В большинстве радаров передающая антенна также служит приемной антенной; это называется моностатический радар . Радар, в котором используются отдельные передающая и приемная антенны, называется бистатическим радаром .

Антенна радиолокационной станции наблюдения аэропорта АСР-8. Он вращается каждые 4,8 секунды. Прямоугольная антенна сверху — это вторичный радар.

• Радар наблюдения за аэропортом . В авиации радар является основным инструментом управления воздушным движением . Вращающаяся тарельчатая антенна охватывает воздушное пространство вертикальным веерообразным лучом микроволн, а радар показывает местоположение самолета в виде «вспышек» света на дисплее, называемом экраном радара. Радар аэропорта работает на частотах 2,7–2,9 ГГц в микроволновом S-диапазоне . В крупных аэропортах радиолокационное изображение отображается на нескольких экранах в операционной комнате, называемой TRACON ( радарный контроль захода на посадку терминала ), где авиадиспетчеры направляют самолет по радио для обеспечения безопасного разделения самолетов.
  • Вторичный радар наблюдения . Самолеты оснащены радиолокационными транспондерами , приемопередатчиками, которые при срабатывании входящего радиолокационного сигнала передают обратный микроволновый сигнал. Это приводит к тому, что самолет становится более отчетливым на экране радара. Радар, который запускает транспондер и принимает обратный луч, обычно устанавливается на верхней части первичной радиолокационной тарелки, называется вторичным обзорным радаром . Поскольку радар не может измерить высоту самолета с какой-либо точностью, транспондер также передает обратно высоту самолета, измеренную его высотомером , и идентификационный номер самолета, который отображается на экране радара.
• Электронные средства противодействия (ECM) — военные оборонительные электронные системы, предназначенные для снижения эффективности радаров противника или обмана их ложной информацией, чтобы помешать противнику обнаружить местные силы. Он часто состоит из мощных микроволновых передатчиков, которые могут имитировать сигналы радаров противника, создавая ложные указания цели на экранах радаров противника.

Вращающаяся антенна морского радара на корабле

• Морской радар — радар диапазона S или X на кораблях, используемый для обнаружения близлежащих кораблей и препятствий, таких как мосты. Вращающаяся антенна излучает вертикальный веерообразный луч микроволн вокруг водной поверхности, окружающей корабль, до горизонта.
• Метеорологический радар — доплеровский радар , который отображает интенсивность погодных осадков и скорость ветра с помощью эхо-сигналов, возвращаемых каплями дождя, и их радиальной скорости с помощью их доплеровского сдвига .
• Радар с фазированной решеткой - радар, в котором используется фазированная решетка , антенна с компьютерным управлением, которая может быстро направлять луч радара в разные стороны, не перемещая антенну. Радары с фазированной решеткой были разработаны военными для отслеживания быстродвижущихся ракет и самолетов. Они широко используются в военной технике, а теперь распространяются и на гражданские применения.
• Радар с синтезированной апертурой (SAR) - специализированный бортовой радиолокационный комплекс, создающий карту местности с высоким разрешением. Радар устанавливается на самолете или космическом корабле, а антенна радара излучает луч радиоволн вбок под прямым углом к ​​направлению движения, к земле. При обработке обратного радиолокационного сигнала движение автомобиля используется для имитации большой антенны, что обеспечивает более высокое разрешение радара.
• Георадиолокация – специализированный радиолокационный прибор, который катается по поверхности земли на тележке и передает в грунт пучок радиоволн, формируя изображение подземных объектов. Используются частоты от 100 МГц до нескольких ГГц. Поскольку радиоволны не могут проникать очень глубоко в землю, глубина георадара ограничена примерно 50 футами.
• Система предотвращения столкновений — радар ближнего действия или система LIDAR на автомобиле или транспортном средстве, которая определяет, собирается ли транспортное средство столкнуться с объектом, и применяет тормоза, чтобы предотвратить столкновение.
• Радарный взрыватель - детонатор для авиабомбы , который использует радиолокационный высотомер для измерения высоты бомбы над землей при ее падении и взрывает ее на определенной высоте.

Радиолокация

Основная статья: Радиолокация

Радиолокация — это общий термин, охватывающий различные методы, использующие радиоволны для определения местоположения объектов или для навигации.

Ранний iPhone с используемым приложением GPS-навигации.

• Глобальная навигационная спутниковая система (GNSS) или система спутниковой навигации — система спутников, которая позволяет определять географическое положение на Земле ( широту , долготу и высоту/высоту) с высокой точностью (в пределах нескольких метров) с помощью небольших портативных навигационных приборов, время прибытия радиосигналов со спутников. Сегодня это наиболее широко используемые навигационные системы. Основными системами спутниковой навигации являются американская система глобального позиционирования (GPS), российская ГЛОНАСС , китайская навигационная спутниковая система BeiDou (BDS) и Союза Европейского Galileo .

Персональный навигационный помощник от Garmin , который использует GPS для указания маршрута до пункта назначения.

• • Система глобального позиционирования (GPS) — наиболее широко используемая спутниковая навигационная система, поддерживаемая ВВС США, которая использует группировку из 31 спутника на низкой околоземной орбите . Орбиты спутников распределены таким образом, что в любой момент времени над горизонтом над каждой точкой Земли находится как минимум четыре спутника. Каждый спутник имеет встроенные атомные часы и передает непрерывный радиосигнал, содержащий сигнал точного времени, а также его текущее положение. Используются две частоты: 1,2276 и 1,57542 ГГц. Поскольку скорость радиоволн практически постоянна, задержка радиосигнала от спутника пропорциональна расстоянию приемника от спутника. Принимая сигналы как минимум от четырех спутников, приемник GPS может рассчитать свое положение на Земле, сравнивая время прибытия радиосигналов. Поскольку положение каждого спутника точно известно в любой момент времени, по задержке положение приемника может быть рассчитано микропроцессором приемника. Положение может отображаться в виде широты и долготы или в виде маркера на электронной карте. Приемники GPS встроены почти во все мобильные телефоны и в транспортные средства, такие как автомобили, самолеты и корабли, и используются для навигации. дроны , ракеты , крылатые ракеты и даже артиллерийские снаряды , направленные к цели, а также портативные GPS-приемники производятся для туристов и военных.
• Радиомаяк – стационарный наземный радиопередатчик, передающий непрерывный радиосигнал, используемый самолетами и кораблями для навигации . Местоположение маяков наносится на навигационные карты, используемые самолетами и кораблями.
  • Всенаправленный диапазон ОВЧ (VOR) - всемирная авиационная радионавигационная система, состоящая из фиксированных наземных радиомаяков, ведущих передачу в диапазоне от 108,00 до 117,95 МГц в диапазоне очень высоких частот (ОВЧ). Автоматизированный навигационный прибор на самолете отображает пеленг на ближайший передатчик VOR. Маяк VOR передает два сигнала одновременно на разных частотах. передает Направленная антенна луч радиоволн, который вращается, как маяк, с фиксированной скоростью 30 раз в секунду. Когда направленный луч направлен на север, всенаправленная антенна передает импульс. Измеряя разницу фаз этих двух сигналов, самолет может точно определить свой пеленг (или «радиал») от станции. Ориентируясь на два VOR-маяка, самолет может определить свое положение (называемое «точкой») с точностью около 90 метров (300 футов). Большинство маяков VOR также имеют возможность измерения расстояния, называемую оборудованием для измерения расстояния (DME); они называются VOR/DME. Самолет передает радиосигнал на маяк VOR/DME и транспондер передает обратный сигнал. По задержке распространения между переданным и принятым сигналом летательный аппарат может рассчитать расстояние до маяка. Это позволяет самолету определять свое местоположение «точкой» только по одному радиомаяку VOR. Поскольку используются частоты прямой видимости УКВ, дальность действия маяков VOR для самолетов на крейсерской высоте составляет около 200 миль. TACAN — это аналогичная система военных радиомаяков, которая передает на частоте 962–1213 МГц, а объединенный маяк VOR и TACAN называется VORTAC . Количество маяков VOR сокращается, поскольку авиация переходит на систему RNAV , которая опирается на спутниковую навигацию системы глобального позиционирования .
  • Ненаправленный радиомаяк (NDB) — устаревшие стационарные радиомаяки, используемые до системы VOR, которые передают простой сигнал во всех направлениях, который самолеты или корабли могут использовать для радиопеленгации . В самолетах используются приемники автоматического пеленгатора (ADF), которые используют направленную антенну для определения пеленга на маяк. Ориентируясь на два маяка, они могут определить свое положение. NDB используют частоты от 190 до 1750 кГц в диапазонах LF и MF , которые распространяются за горизонт в виде земных волн или небесных волн намного дальше, чем маяки VOR. они передают позывной, состоящий из одной-трех букв азбуки Морзе . В качестве идентификатора

Аварийный радиомаяк EPIRB на корабле

• Аварийный радиомаяк - портативный радиопередатчик с батарейным питанием , используемый в чрезвычайных ситуациях для обнаружения самолетов, судов и людей, терпящих бедствие и нуждающихся в немедленном спасении. Различные типы аварийных радиомаяков устанавливаются на самолетах, кораблях, транспортных средствах, туристах и ​​лыжниках. В случае чрезвычайной ситуации, например, крушения самолета, затопления корабля или потери туриста, передатчик срабатывает и начинает передавать непрерывный радиосигнал, который используется поисково-спасательными командами для быстрого обнаружения чрезвычайной ситуации и оказать помощь. (EPIRB) последнего поколения Спасательные маяки-указатели аварийного положения содержат GPS-приемник и передают спасательным командам точное местоположение в радиусе 20 метров.
  • Коспас-Сарсат – международный гуманитарный консорциум государственных и частных агентств, выполняющий функции диспетчера поисково-спасательных операций. Он управляет сетью из около 47 спутников с радиоприемниками, которые обнаруживают сигналы бедствия от аварийных радиомаяков в любой точке Земли, передающих на международной частоте бедствия Коспас 406 МГц. Спутники рассчитывают географическое положение радиомаяка в пределах 2 км путем измерения доплеровского сдвига частоты радиоволн из-за относительного движения передатчика и спутника и оперативно передают информацию в соответствующие местные организации экстренного реагирования , которые выполняют поиск и спасение .

Офицер дикой природы выслеживает горного льва с радиометкой

• Радиопеленгация (RDF) – это общий метод, используемый с начала 1900-х годов, с использованием специализированных радиоприемников с направленными антеннами (приемники RDF) для определения точного пеленга радиосигнала, определения местоположения передатчика. Местоположение наземного передатчика можно определить путем простой триангуляции по пеленгам, полученным двумя станциями RDF, разделенными географически, поскольку точка пересечения двух линий пеленга называется «фиксацией». Военные используют RDF для обнаружения сил противника с помощью тактических радиопередач, службы контрразведки используют его для обнаружения тайных передатчиков, используемых агентами шпионажа , а правительства используют его для обнаружения нелицензированных передатчиков или источников помех. В старых приемниках RDF использовались вращающиеся рамочные антенны антенны , антенна вращается до тех пор, пока уровень радиосигнала не станет самым слабым, что указывает на то, что передатчик находится в одном из двух нулей . антенны. Используются нули, поскольку они острее, чем лепестки (максимумы). В более современных приемниках используются антенны с фазированной решеткой , которые имеют гораздо большее угловое разрешение.
  • Отслеживание миграции животных — широко используемый метод в биологии дикой природы , природоохранной биологии и управлении дикой природой прикрепляются небольшие радиопередатчики с батарейным питанием, , при котором к диким животным чтобы их перемещения можно было отслеживать с помощью направленного приемника RDF . Иногда передатчик имплантируют животному. Обычно используется диапазон УКВ, поскольку антенны этого диапазона довольно компактны. Приемник имеет направленную антенну (обычно небольшую Яги ), которая вращается до тех пор, пока принимаемый сигнал не станет самым сильным; в этот момент антенна направлена ​​в сторону животного. Сложные системы, используемые в последние годы, используют спутники для отслеживания животного или метки геолокации с приемниками GPS , которые записывают и передают журнал местонахождения животного.

Пульт дистанционного управления

Основная статья: Радиоуправление

Дрон ВВС США MQ-1 Predator, управляемый пилотом на земле

Радиодистанционное управление — это использование электронных сигналов управления, посылаемых радиоволнами от передатчика, для управления действиями устройства в удаленном месте. Системы дистанционного управления также могут включать каналы телеметрии в другом направлении, используемые для передачи в реальном времени информации о состоянии устройства обратно на станцию ​​управления. Беспилотные космические корабли являются примером машин с дистанционным управлением, управляемых командами, передаваемыми наземными станциями спутников . Большинство портативных пультов дистанционного управления, используемых для управления продуктами бытовой электроники , такими как телевизоры или DVD-плееры, на самом деле работают с помощью инфракрасного света, а не радиоволн, поэтому не являются примерами дистанционного радиоуправления. Проблемой безопасности систем дистанционного управления является спуфинг , при котором неавторизованное лицо передает имитацию управляющего сигнала, чтобы получить контроль над устройством. Примеры радиоуправления:

• Беспилотный летательный аппарат (БПЛА, дрон). Дрон — это летательный аппарат без пилота на борту, управляемый с помощью дистанционного управления пилотом в другом месте, обычно на наземной станции пилотирования. Они используются военными для разведки и наземных атак, а в последнее время и гражданским миром для репортажей новостей и аэрофотосъемки . Пилот использует органы управления самолетом, такие как джойстик или рулевое колесо, которые создают управляющие сигналы, которые передаются на дрон по радио для управления поверхностями полета и двигателем. Система телеметрии передает обратно видеоизображение с камеры дрона, чтобы пилот мог видеть, куда движется самолет, а также данные от приемника GPS, показывающие положение самолета в реальном времени. БПЛА оснащены сложными бортовыми системами автопилота , которые поддерживают стабильный полет и требуют только ручного управления для изменения направления.

Брелок дистанционного бесключевого доступа в автомобиль

• Система бесключевого доступа -передатчик с батарейным питанием ближнего действия - портативный брелок , входящий в комплект большинства современных автомобилей, который может запирать и отпирать двери автомобиля снаружи, устраняя необходимость использования ключа. При нажатии кнопки передатчик отправляет закодированный радиосигнал на приемник в автомобиле, управляя замками. Брелок должен находиться близко к автомобилю, обычно на расстоянии от 5 до 20 метров. Северная Америка и Япония используют частоту 315 МГц, а Европа — 433,92 и 868 МГц. Некоторые модели также могут дистанционно запускать двигатель, чтобы прогреть автомобиль. Проблемой безопасности всех систем входа без ключа является атака повтора , при которой вор использует специальный приемник («кодограббер») для записи радиосигнала во время открытия, который позже может быть воспроизведен для открытия двери. Чтобы предотвратить это, в системах без ключа используется система плавающего кода , в которой генератор псевдослучайных чисел в пульте дистанционного управления генерирует другой случайный ключ каждый раз, когда он используется. Чтобы воры не смогли смоделировать генератор псевдослучайных чисел для расчета следующего ключа, радиосигнал также зашифрованный .
  • Устройство открывания гаражных ворот - портативный передатчик ближнего действия, который может открывать или закрывать гаражные ворота с электроприводом снаружи, поэтому владелец может открыть дверь по прибытии и закрыть ее после ухода. При нажатии кнопки система управления передает закодированный радиосигнал FSK на приемник в механизме открывания, поднимая или опуская дверь. Современные открыватели используют 310, 315 или 390 МГц. Чтобы помешать вору использовать атаку повтора , современные открыватели используют систему плавающего кода .

Квадрокоптер — популярная игрушка с дистанционным управлением.

• Радиоуправляемые модели – популярное хобби – игры с радиоуправляемыми моделями лодок, автомобилей, самолетов и вертолетов ( квадрокоптеров ), которые управляются радиосигналами с портативной консоли с джойстиком . Большинство последних передатчиков используют диапазон ISM 2,4 ГГц с несколькими каналами управления, модулированными с помощью ШИМ , PCM или FSK.
• Беспроводной дверной звонок — жилой дверной звонок , в котором используется беспроводная технология, позволяющая исключить необходимость прокладки проводов через стены здания. Он состоит из кнопки дверного звонка рядом с дверью, содержащей небольшой передатчик с батарейным питанием. Когда нажимается дверной звонок, он посылает сигнал на приемник внутри дома с помощью динамика, который издает звуковой сигнал, указывая, что кто-то находится у двери. Обычно они используют диапазон ISM 2,4 ГГц. Используемый частотный канал обычно может быть изменен владельцем, если другой соседний дверной звонок использует тот же канал.

глушение

Радиопомехи — это преднамеренное излучение радиосигналов, предназначенное для создания помех приему других радиосигналов. Устройства помех называют «подавителями сигнала», «генераторами помех» или просто глушилками.

Во время войны военные используют помехи, чтобы помешать тактической радиосвязи противника. Поскольку радиоволны могут выходить за пределы национальных границ, некоторые тоталитарные страны, практикующие цензуру, используют глушение, чтобы не дать своим гражданам прослушивать передачи радиостанций других стран. Постановка помех обычно осуществляется с помощью мощного передатчика, который генерирует шум на той же частоте, что и целевой передатчик.

Федеральный закон США запрещает невоенную эксплуатацию или продажу любых типов устройств помех, в том числе тех, которые создают помехи GPS, сотовой связи, Wi-Fi и полицейским радарам.

Научные исследования

• Радиоастрономия — это научное исследование радиоволн, излучаемых астрономическими объектами. Радиоастрономы используют радиотелескопы , большие радиоантенны и приемники для приема и изучения радиоволн от астрономических радиоисточников . Поскольку астрономические радиоисточники находятся так далеко, радиоволны от них чрезвычайно слабы, что требует чрезвычайно чувствительных приемников, а радиотелескопы являются наиболее чувствительными из существующих радиоприемников. Они используют большие параболические (тарелочные) антенны диаметром до 500 метров (2000 футов), чтобы собрать достаточно энергии радиоволн для изучения. ВЧ - электроника приемника часто охлаждается жидким азотом для снижения теплового шума . Несколько антенн часто объединяются в массивы, которые функционируют как одна антенна, чтобы увеличить собираемую мощность. В интерферометрии со сверхдлинной базой (VLBI) радиотелескопы на разных континентах связаны между собой, что позволяет достичь разрешения антенны диаметром в тысячи миль.
• Дистанционное зондирование – в радиодистанционном зондировании – это прием электромагнитных волн, излучаемых природными объектами или атмосферой, для научных исследований. Все теплые объекты излучают микроволны , и излучаемый спектр можно использовать для определения температуры. СВЧ-радиометры используются в метеорологии и науках о Земле для определения температуры атмосферы и поверхности Земли, а также химических реакций в атмосфере.

См. также

• Электромагнитное излучение и здоровье
• Интернет-радио
• Список радиоприемников - Список конкретных моделей радиоприемников.
• Схема радио
• Радиотихая зона

Общие ссылки

• Основные принципы и технологии радиосвязи – Elsevier Science
• Электроника радио – Издательство Кембриджского университета
• Радиосистемная инженерия - Издательство Кембриджского университета
• Основы радиоэлектронной передачи - SciTech Publishing
• Аналоговая электроника, объяснение аналоговых схем - Elsevier Science

Внешние ссылки

• «Радио» . Словарь Merriam-Webster.com .