رادیو

رادیو به فناوری یا دستگاهی گفته می‌شود که صدا، پیام یا سیگنالها را به وسیله امواج رادیویی منتقل می‌کند. ارتباط رادیویی، ارسال سیگنالها با استفاده از مدولاسیون پیمانه‌ای‌کردن امواج الکترومغناطیسی در فرکانس‌های رادیویی است. پرتوهای الکترومغناطیس بوسیله نوسان سازی در میدان‌های الکترومغناطیس از میان هوا و خلأ گذر می‌کنند. اطلاعات با استفاده از روش‌های معین و از پیش تعیین شده و با تغییر بعضی از مشخصه‌های امواج منتشر شده، مانند دامنه، فرکانس، فاز یا پهنای پالس، جابجا می‌شوند. امواج الکترومغناطیس یا به طور مستقیم و یا در مسیر متغیر با کمک بازتاب، انحراف یا پراش، از میان فضا عبور می‌کنند. کم بودن شدت امواج، به شکل هندسی پراکندگی شار بستگی دارد (شدت امواج معکوس شعاع)، و در بعضی موارد هم انرژی توسط تداخل محیط جذب می‌شود. پارازیت (نویز) عموماً سیگنال مورد نظر را دچار تغییر می‌کند، این تداخل الکترومغناطیسی از سوی منابع طبیعی همانند منابع مصنوعی مثل دیگر فرستنده‌ها و انتشار دهنده‌های تصادفی ناشی می‌شود. همچنین در هر لحظه به دلیل خصوصیات دستگاه‌هایی که استفاده می‌شود، نویز تولید می‌شود. اگر مقدار نویز به اندازه کافی بزرگ باشد، طولی نمی‌کشد که سیگنال مورد نظر قابل تشخیص و تمییز دادن نمی‌باشد، این موضوع اساساً باعث محدود شدن دامنه ارتباطات رادیویی می‌شود.

سخن‌پراکنی FM

در رادیوهای وی. اِچ. اِف (با فرکانس بسیار زیاد) به جای مدوله کردن دامنه از مدوله کردن فرکانس (F.M) استفاده می‌شود. در روش اِف. اِم سیگنال‌های میکروفون به جای آن که قدرت امواج رادیویی را تغییر دهند فرکانس ان‌ها را تغییر می‌دهند. از روش اِف. اِم برای پخش استریو و دستیابی به کیفیت عالی استفاده می‌شود، زیرا تداخل کم‌تر از اِی. ام در آن تأثیر می‌گذارد.

اجزای یک رادیو و ایستگاه رادیویی

• فرستنده:

شامل یک منبع انرژی الکتریکی، که جریان متناوب با فرکانس مطلوب تولید می‌کند، می‌باشد. فرستنده شامل یک سیستم برای تغییر بعضی از خصوصیات جریان تولید شده برای تحت تأثیر قرار دادن سیگنال درونش است. این مدولاسیون باید جریان را قطع و وصل کند، و یا خصوصیات دقیق مانند دامنه، فرکانس، فاز یا ترکیبی از این خصوصیات را تغییر دهد. فرستنده انرژی‌های الکتریکی مدوله شده را به یک آنتن تشدید کننده تنظیم شده می‌فرستد، این ساختار به سرعت جریان متناوب در حال تغییر را به یک موج الکترومغناطیس تبدیل می‌کند، که می‌تواند از میان هوا و خلأ عبور کند .(بعضی اوقات با یک پلاریزاسیون بخصوص)

• گیرنده:

امواج الکترومغناطیس بوسیله آنتن‌های تنظیم شده گیرنده جدا می‌شوند، این ساختار انرژی امواج را می‌گیرد و آن را به حالت جریان الکتریکی نوسان دار تبدیل می‌کند، گیرنده این جریان را رمز گشایی و یکسو می‌کند، که این سیگنال توسط یک سیستم شناسایی قابل استفاده می‌گردد. گیرنده، دستگاهی است که برای پاسخ دادن با رعایت اولویت به سیگنال‌های مورد نظر و رد کردن سیگنال‌های نامطلوب به کار می‌رود.

• میکروفون:

ارتعاشات را می‌گیرد و به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کند.

• تقویت کننده:

توان جریان موج تپنده رفت و برگشتی را قبل از ارسال به آنتن تقویت می‌کند.

• نوسان ساز:

جریان موج تپنده رفت و برگشتی لازم برای تولید امواج رادیویی را به وجود می آورد.

• مدوله کننده:

سبب می‌شود سیگنال‌های میکروفون جریان موج تپنده رفت و برگشتی نوسان ساز را تغییر دهند.

• آنتن فرستنده:

امواج رادیویی را که قدرت ان‌ها با لرزش‌های صدا مطابقت دارد ارسال می‌کند.

• آنتن گیرنده:

امواج رادیویی را می‌گیرد. این امواج در آنتن سیگنال‌های ضعیف الکتریکی ایجاد می‌کنند.

• تنظیم کننده:

سیگنال‌های یک ایستگاه را انتخاب می‌کند و سایر سیگنال‌ها را حذف می‌کند.

• آشکار ساز:

تپش‌های سیگنال را می‌گیرد و به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کند. این سیگنال‌ها را می‌توان به صدا تبدیل کرد.

• تقویت کننده رادیو:

سیگنال‌ها را برای بلندگو تقویت می‌کند و برحسب آن که پیچ کنترل را چگونه تنظیم کرده باشید، سیگنال را بلند یا آهسته می‌کند.

• بلندگو:

سیگنال‌های الکتریکی را به ارتعاشات صدایی مشابه آن چه به میکروفون رسیده بود تبدیل می‌کند.

میدان الکترومغناطیسی

فرکانس‌های رادیویی دامنه‌ای از چند ده هرتز گرفته تا ۳۰۰ گیگاهرتز را دارا می‌باشند، اگرچه کاربردهای مهم تجارتی از رادیو تنها از قسمت کوچکی از این طیف استفاده می‌کند. دیگر نوع‌های پرتوهای الکترومغناطیسی، با فرکانس‌های بالاتر از دامنه RF، پرتوهای ریز موج، مادون قرمز، نور مرئی، ماوراء بنفش، اشعه ایکس و اشعه گاما هستند. از آنجایی که انرژی یک فوتون برای خارج کردن یک الکترون از اتم بسیار کم می‌است، امواج رادیویی جزء دسته تابش‌های غیر یونیزه کننده، طبقه‌بندی می‌شوند.

کاربردهای رادیو

از اولین کاربردهای رادیو، فرستادن پیغام‌ها برای ناوگان‌های دریایی، به صورت تلگراف با استفاده از کد مورس بین کشتی‌ها و زمین بوده و اولین استفاده کننده‌ها شامل تفنگداران و ناوهای دریایی ژاپن و روسیه در طول جنگ تسوشیما در ۱۹۰۵ بوده‌است. یکی از استفاده‌های فراموش نشدنی از تلگراف‌های دریایی، به هنگام غرق شدن کشتی تایتانیک در سال ۱۹۱۲ است، که شامل ارتباط بین اپراتور روی کشتی در حال غرق و کشتی‌های نزدیک به آن و ارتباط با ساحل برای گزارش نجات یافتگان بوده‌است. رادیو برای انتقال دستورها و ارتباط بین نیروی ارتش و نیروی‌های دریایی در جنگ جهانی اول استفاده می‌شده، آلمان‌ها از ارتباط رادیویی برای پیغام‌های سیاسی زمانی که کابل‌های زیر دریا توسط بریتانیایی‌ها قطع می‌شد استفاده می‌کردند. ایالات متحده «اصول چهارده‌گانه» رئیس جمهور وقت «وودرو ویلسون» را از طریق رادیو در طول جنگ مخابره می‌کرد. برنامه‌های رادیویی از سال ۱۹۰۹ توسط «سن جوز» از کالیفرنیا شروع شد، و در سال ۱۹۲۰ عمومیت پیدا کرد، با کمک به رسمیت شناختن همه‌جانبه توسط گیرنده‌های رادیویی، به ویژه در اروپا و ایالات متحده. درکنار برنامه رادیویی، برنامه‌های زنده، شامل پیغام‌های تلفنی و اعلام پخش برنامه‌ها، در سال ۱۹۲۰ و ۱۹۳۰ همه گیر شد. دیگر استفاده‌های رادیو در سال‌های قبل از جنگ، توسعه دستگاه‌ها شناسایی هواپیماها و کشتی با کمک رادار بوده. امروزه، رادیو حالت‌های مختلفی دارد، شامل شبکه‌های بی‌سیم (یا وایرلس) و شبکه‌های موبایل، درست مانند برنامه‌های رادیویی. قبل از ظهور تلویزیون، برنامه‌های اقتصادی رادیویی فقط شامل اخبار و آهنگ نبودند و شامل درام، کمدی، نمایشنامه‌های گوناگون و بسیاری دیگر از سرگرمی‌ها بوده‌است. رادیوبرای پخش سخنرانی‌هایی که صرفاً صوتی بوده، منحصربه‌فرد بوده است. از امواج رادیویی علاوه بر پخش صدا، در انواع دیگری از وسایل ارتباطی استفاده می‌شود. ماشین‌های پلیس و آتش نشانی، تاکسی‌های تلفنی و امبولانس‌ها برای برقراری ارتباط با مرکز و یا یکدیگر از امواج رادیویی دوطرفه استفاده می‌کنند. تلفن‌های همراه (موبایل) به کمک امواج رادیویی با شبکه اصلی تلفن ارتباط دارند. در تلویزیون برای ارسال تصویر و صدا از امواج رادیویی استفاده می‌شود. فضاپیماها هم به کمک این امواج کنترل می‌شوند. ماشین‌ها، قایق‌ها و هواپیماهای اسباب بازی را نیز می‌توان با امواج رادیوی کنترل کرد.

یک رادیوی قدیمی-موزهٔ آستان قدس رضوی

تصورهای اشتباه

گولیلمو مارکونی رادیو را اختراع نکرد بلکه آنرا برای ارتباطات و بکارگیری عمومی گسترش داد. در تاریخ از شخص خاصی به عنوان مخترع رادیو نام برده نشده‌است.

جستارهای وابسته

• گولیلمو مارکونی

منابع

• A História da Rádio em Datas (1819-1997) (in Portuguese) - notes on etymology
• L. de Forest, article in Electrical World 22 June 1270/1 (1907), early use of word "radio."
• http://web.mit.edu/varun_ag/www/bose.html - It contains a proof that Sir Jagadish Chandra Bose invented the Mercury Coherer which was later used by Guglielmo Marconi and along with other patents.
• Cheney, Margaret (1981). Tesla - Man Out of Time. New York: Simon & Schuster. ISBN 978-0-7432-1536-7. 

دانشنامه کودکان و نوجوانان آکسفورد، چاپ ششم. تهران،: نشر نی، ۱۳۸۸. ISBN 964-312-312-X (ج. ۱)