Radio - Radio

Tämä artikkeli käsittelee tiedettä ja tekniikkaa. Katso yleisradiotoiminnot kohdasta Radiolähetys . Lisätietoja laitteesta on kohdassa Radiovastaanotin . Katso muut käyttötavat kohdasta Radio (täsmennys) .
Erilaisia radio antennit on Sandia Peak lähellä Albuquerque , New Mexico, USA. FM- ja televisiolähetysantennit sijaitsevat usein korkeilla torneilla tai vuorenhuipuilla lähetysalueen maksimoimiseksi. Tässä näytetään molempien tyyppiset antennit sekä pyöreät astiat ja rummut pisteestä pisteeseen mikroaaltoyhteyttä varten (esimerkiksi studiosta lähettimeen ).

Radio on tekniikka, jolla signaloinnin ja kommunikoivat käyttäen radioaaltoja . Radioaallot ovat sähkömagneettisia aaltoja , joiden taajuus on 30  hertsiä (Hz) - 300  gigahertsiä (GHz). Ne muodostetaan elektronisella laitteella, jota kutsutaan lähettimeksi, joka on kytketty antenniin ja joka säteilee aaltoja, ja vastaanottaa toisen radiovastaanottimeen kytketyn antennin . Radioa käytetään erittäin laajalti nykyaikaisessa tekniikassa, radioviestinnässä, tutkassa , radionavigoinnissa , kaukosäätimessä , kaukohavainnoinnissa ja muissa sovelluksissa.

On radioyhteys , jota käytetään radio- ja televisiolähetysten , matkapuhelimet , kaksisuuntaiset radiot , langaton verkko , ja satelliitti viestintä , sekä monia muita käyttötapoja, radioaaltoja käytetään kuljettaa tietoa avaruuden halki lähettimeltä vastaanottimelle, jonka moduloimalla radiosignaali (vaikuttaa informaatiosignaaliin radioaalloon vaihtamalla jotakin aallon osaa) lähettimessä. Vuonna tutka , käytetään paikantamaan ja seurata esineitä, kuten lentokoneet, laivat, avaruusalusten ja ohjuksia, säteen radioaaltojen säteilemän tutkalähetin heijastuu kohdeobjektin ja heijastuneet aallot paljastaa objektin sijaintia. Vuonna radionavigointilaitteet , kuten GPS- ja VOR , liikkuva vastaanotin hyväksyy radiosignaaleja navigointilaitteita radiomajakat jonka paikka on tiedossa, ja tarkasti mittaamalla saapumisaika radioaaltojen vastaanottimen voi laskea sijaintinsa maapallolla. Langattomissa radiokauko -ohjaimissa , kuten droneissa , autotallin ovien avaimissa ja avaimettomissa syöttöjärjestelmissä , ohjainlaitteesta lähetetyt radiosignaalit ohjaavat etälaitteen toimintoja.

Radioaaltojen sovelluksia, jotka eivät sisällä suurten etäisyyksien lähettämistä, kuten teollisuusprosesseissa ja mikroaaltouunissa käytettävää radiotaajuista lämmitystä ja lääketieteellisiä käyttöjä, kuten diatermiaa ja magneettikuvauslaitteita , ei yleensä kutsuta radioksi . Substantiivi radio tarkoittaa myös yleisradiovastaanotinta .

Saksalainen fyysikko Heinrich Hertz tunnisti ja tutki radioaaltoja ensimmäisen kerran vuonna 1886. Ensimmäiset käytännön radiolähettimet ja -vastaanottimet kehitti noin 1895–1896 italialainen Guglielmo Marconi , ja radiota alettiin käyttää kaupallisesti noin vuonna 1900. Käyttäjien välisten häiriöiden estämiseksi radioaaltojen säteilyä säännellään lailla, ja sitä koordinoi kansainvälinen järjestö nimeltä International Telecommunication Union (ITU), joka jakaa taajuuskaistat radiotaajuuksille eri käyttötarkoituksiin.

Tekniikka

Radioaallot säteillään sähkövarausten meneillään kiihtyvyys . Ne syntyvät keinotekoisesti ajan mukaan vaihtelevilla sähkövirroilla , jotka koostuvat elektronista , joka virtaa edestakaisin metallijohtimessa, jota kutsutaan antenniksi ja kiihtyy siten. Lähetyksessä lähetin tuottaa radiotaajuisen vaihtovirran , joka syötetään antenniin. Antenni säteilee virran virtaa radioaalloina. Kun aallot osuvat radiovastaanottimen antenniin , ne työntävät metallin metalleja edestakaisin aiheuttaen pienen vaihtovirran. Vastaanottoantenniin liitetty radiovastaanotin havaitsee tämän värähtelevän virran ja vahvistaa sitä.

Kun ne kulkevat kauemmas lähettävästä antennista, radioaallot leviävät siten, että niiden signaalin voimakkuus ( intensiteetti watteina neliömetriä kohti) pienenee, joten radiolähetyksiä voidaan vastaanottaa vain tietyllä alueella lähettimestä, etäisyys riippuu lähettimen tehosta, antennin säteilykuvio , vastaanottimen herkkyys, melutaso ja lähettimen ja vastaanottimen väliset esteet. Ympärisäteilevä antenni lähettää tai vastaanottaa radioaaltoja kaikkiin suuntiin, kun suunta-antenni tai korkean vahvistuksen antava antenni lähettää radioaaltoja palkin tiettyyn suuntaan, tai vastaanottaa aallot vain yhdestä suunnasta.

Radioaallot läpi tyhjiön valon nopeudella , ja ilmassa hyvin lähellä valon nopeudella, joten aallonpituuden radioaallon, etäisyys metreinä vierekkäisten harjojen aalto, on kääntäen verrannollinen sen taajuus .

Muut sähkömagneettiset aallot radioaaltojen lisäksi; infrapuna , näkyvä valo , ultravioletti , röntgen- ja gammasäteet voivat myös siirtää tietoa ja käyttää viestintään. Radioaaltojen laaja käyttö televiestinnässä johtuu pääasiassa niiden toivotuista etenemisominaisuuksista, jotka johtuvat niiden suuresta aallonpituudesta. Radioaalloilla on kyky kulkea ilmakehän, lehtien ja useimpien rakennusmateriaalien läpi, ja diffraktion avulla ne voivat taipua esteiden ympärille, ja toisin kuin muut sähkömagneettiset aallot, ne ovat yleensä hajallaan eivätkä absorboineet aallonpituutta suurempia esineitä.

Radioviestintä

Radioviestintä. Muuntaja, kuten mikrofoni , muuntaa informaation, kuten äänen, sähköiseksi signaaliksi, joka moduloi lähettimen tuottamaa radioaaltoa . Vastaanotin sieppaa radioaallon ja poimii informaatiota kantavan modulaatiosignaalin, joka muunnetaan takaisin ihmisille käyttökelpoiseksi toisella muuntimella, kuten kaiuttimella .
AM- ja FM -moduloitujen radioaaltojen vertailu

Radioviestintäjärjestelmissä tietoa kuljetetaan avaruudessa radioaaltojen avulla. Lähetyspäässä tietyn tyyppinen muunnin muuntaa lähetettävät tiedot ajassa vaihtelevaksi sähköiseksi signaaliksi, jota kutsutaan modulaatiosignaaliksi. Modulaatiosignaali voi olla audiosignaali, joka edustaa mikrofonin ääntä , videosignaali, joka edustaa liikkuvia kuvia videokamerasta , tai digitaalinen signaali, joka koostuu bittisarjasta, joka edustaa tietokoneen binaarista dataa. Modulaatiosignaali syötetään radiolähettimeen . Lähettimessä elektroninen oskillaattori muodostaa radiotaajuudella värähtelevän vaihtovirran , jota kutsutaan kantoaaltoksi, koska se "kuljettaa" informaatiota ilman läpi. Informaatiosignaalia käytetään kantoaallon moduloimiseen , vaihtamalla kantoaallon jotakin osaa ja vaikuttamalla kantoaallon tietoihin. Eri radiojärjestelmät käyttävät erilaisia modulaatiomenetelmiä :

Myös monia muita modulaatiotyyppejä käytetään. Joissakin tyypeissä kantoaaltoa ei lähetetä, vaan vain yksi tai molemmat modulaation sivukaistat .

Moduloidun kantoaallon on monistetaan lähettimessä ja syötetään lähetys- antennin , joka säteilee energiaa radioaaltoja. Radioaallot kuljettavat tiedot vastaanottimen sijaintiin.

Vastaanottimessa radioaalto indusoi pienen värähtelevän jännitteen vastaanottoantennissa, joka on heikompi kopio lähetysantennin virrasta. Tämä jännite syötetään radiovastaanottimeen , joka vahvistaa heikkoa radiosignaalia niin, että se on vahvempi, ja demoduloi sen sitten , poimimalla alkuperäinen modulaatiosignaali moduloidusta kantoaallosta. Modulaatiota signaali muunnetaan jonka anturin takaisin ihmisen-käyttökelpoisessa muodossa: äänisignaali muunnetaan ääniaaltoja kaiuttimella tai kuulokkeet, joka on videosignaali muunnetaan kuvia, jonka näyttö , kun digitaalinen signaali syötetään tietokoneeseen tai mikroprosessori, joka on vuorovaikutuksessa ihmisten kanssa.

Monien lähettimien radioaallot kulkevat ilman läpi samanaikaisesti häiritsemättä toisiaan, koska kunkin lähettimen radioaallot värähtelevät eri nopeudella, toisin sanoen jokaisella lähettimellä on eri taajuus , joka on mitattu kilohertseinä (kHz), megahertseinä (MHz) tai gigahertsiä (GHz). Vastaanottava antenni poimii tyypillisesti monien lähettimien radiosignaalit. Vastaanotin valitsee viritettyjen piirien avulla halutun radiosignaalin kaikista antennin vastaanottamista signaaleista ja hylkää muut. Viritetty piiri (jota kutsutaan myös resonanssipiirin tai värähtelypiiri) toimii kuten resonaattori , samalla tavoin kuin äänirauta . Sillä on luonnollinen resonanssitaajuus , jolla se värähtelee. Käyttäjä säätää vastaanottimen viritetyn piirin resonanssitaajuuden halutun radioaseman taajuudelle; tätä kutsutaan "virittämiseksi". Halutun aseman värähtelevä radiosignaali saa viritetyn piirin resonoimaan , värähtelemään myötätuntoisesti ja välittää signaalin muulle vastaanottimelle. Viritetty piiri estää muiden taajuuksien radiosignaalit, eikä niitä välitetä eteenpäin.

Kaistanleveys

Tyypillisen moduloidun AM- tai FM -radiosignaalin taajuusspektri. Se koostuu komponentin C on kantoaallon taajuus tietojen kanssa ( modulaatio ), joka sisältyy kaksi kapeaa taajuuskaistoja kutsutaan sivukaistojen ( SB ) yläpuolella ja alapuolella kantoaaltotaajuuden.

Moduloitu radioaalto, joka kuljettaa informaatiosignaalia, käyttää erilaisia taajuuksia . Katso kaavio. Radiosignaalin informaatio ( modulaatio ) on yleensä keskittynyt kapeille taajuuskaistoille, joita kutsutaan sivukaistoiksi ( SB ) juuri kantoaaltotaajuuden ylä- ja alapuolella . Radiosignaalin käyttämän taajuusalueen leveyttä hertseinä , korkeinta taajuutta miinus pienin taajuus, kutsutaan sen kaistanleveydeksi ( BW ). Minkä tahansa tietyn signaali-kohina-suhde , määränä kaistanleveyttä voidaan kuljettaa sama määrä tietoa ( data rate in bittiä sekunnissa) riippumatta siitä, missä radiotaajuusspektrin se sijaitsee, joten kaistanleveys on mitta tietoa kantava kapasiteettia . Vaatima kaistanleveys radiolähetyksen riippuu datanopeuden tiedot (modulaatiosignaalin) lähetetään, ja spektrinen tehokkuus on modulaatio käytetty menetelmä; kuinka paljon dataa se voi lähettää kussakin kaistanleveyden kilohertsissä. Radion välittämillä erityyppisillä informaatiosignaaleilla on erilaiset tiedonsiirtonopeudet. Esimerkiksi television (videosignaalin) tiedonsiirtonopeus on suurempi kuin audiosignaalin .

Radiotaajuuksien , koko alue radiotaajuuksien, jota voidaan käyttää viestintään tietyllä alueella, on rajallinen resurssi. Jokainen radiolähetys vie osan käytettävissä olevasta kaistanleveydestä. Radion kaistanleveyttä pidetään taloudellisena hyödykkeenä, jolla on rahallisia kustannuksia ja kysyntä kasvaa. Joillakin radiotaajuuksien osilla oikeus käyttää taajuuskaistaa tai jopa yhtä radiokanavaa ostetaan ja myydään miljoonilla dollareilla. Joten on kannustin käyttää tekniikkaa radiopalvelujen käyttämän kaistanleveyden minimoimiseksi.

Viime vuosina on ollut siirtyminen analogisesta ja digitaaliseen radion välityksellä. Osana syytä tähän on se, että digitaalinen modulaatio voi usein lähettää enemmän tietoa (suuremman datanopeuden) tietyllä kaistanleveydellä kuin analoginen modulaatio käyttämällä tietojen pakkausalgoritmeja , jotka vähentävät lähetettävän datan redundanssia ja tehokkaampaa modulaatiota. Muita syitä siirtymiseen on se, että digitaalimodulaatiolla on parempi kohinankesto kuin analogisella, digitaalisilla signaalinkäsittelypiireillä on enemmän tehoa ja joustavuutta kuin analogisilla piireillä, ja monenlaisia ​​tietoja voidaan lähettää käyttämällä samaa digitaalista modulaatiota.

Koska radiotaajuus on kiinteä resurssi, jota yhä useammat käyttäjät tarvitsevat, radiotaajuudet ovat ruuhkautuneet viime vuosikymmeninä, ja tarve käyttää niitä tehokkaammin saa aikaan monia muita radioinnovaatioita , kuten kanavaradiojärjestelmiä , hajaspektriä (ultralaajakaistainen) lähetys, taajuuden uudelleenkäyttö , dynaaminen spektrinhallinta , taajuuden yhdistäminen ja kognitiivinen radio .

ITU -taajuuskaistat

ITU mielivaltaisesti jakaa taajuuksien osaksi 12 nauhat, jotka alkavat aallonpituudella, joka on teho kymmenen (10 n ) metrin, jossa on vastaava taajuus 3 kertaa voima kymmenen, ja joista kukin kattaa vuosikymmenen taajuuksia tai aallonpituuksia. Jokaisella näistä bändeistä on perinteinen nimi:

Bändin nimi Lyhenne Taajuus Aallonpituus Bändin nimi Lyhenne Taajuus Aallonpituus
Erittäin matala taajuus ELF 3-30 Hz 100 000–10 000 km Korkeataajuus HF 3 - 30 MHz 100–10 m
Super matala taajuus SLF 30-300 Hz 10 000–1 000 km Erittäin korkea taajuus VHF 30-300 MHz 10–1 m
Erittäin matala taajuus ULF 300 - 3000 Hz 1000-100 km Erittäin korkea taajuus UHF 300 - 3000 MHz 100-10 cm
Erittäin matala taajuus VLF 3-30 kHz 100-10 km Super korkea taajuus SHF 3-30 GHz 10–1 cm
Matala taajuus LF 30-300 kHz 10–1 km Erittäin korkea taajuus EHF 30-300 GHz 10–1 mm
Keskitaajuus MF 300-3000 kHz 1000-100 m Äärimmäisen korkea taajuus THF 300-3000 GHz 1–0,1 mm

Voidaan nähdä, että kaistanleveys , taajuusalue, joka sisältyy jokaiseen kaistaan, ei ole sama, vaan kasvaa eksponentiaalisesti taajuuden kasvaessa; kukin kaista sisältää kymmenen kertaa edellisen kaistan leveyden. Suurempi käytettävissä oleva kaistanleveys on motivoinut jatkuvaa suuntausta hyödyntää korkeampia taajuuksia koko radion historian ajan.

Säätö

Lisätietoja: Radioviestintäpalvelu

Aallot ovat monien käyttäjien yhteinen resurssi. Kaksi saman alueen radiolähetintä, jotka yrittävät lähettää samalla taajuudella, häiritsevät toisiaan aiheuttaen sekavaa vastaanottoa, joten kumpikaan lähetys ei välttämättä vastaanoteta selvästi. Radiolähetysten häiriöillä ei voi olla vain suuria taloudellisia kustannuksia, vaan ne voivat olla hengenvaarallisia (esimerkiksi hätäviestinnän tai lennonjohdon häiriöiden yhteydessä ).

Eri käyttäjien välisen häiriön estämiseksi radioaaltojen säteilyä säännellään tiukasti kansallisilla laeilla, joita koordinoi kansainvälinen elin, International Telecommunication Union (ITU), joka jakaa radiotaajuuskaistat eri käyttötarkoituksiin. Radiolähettimillä on oltava viranomaisten lisenssi eri lisenssiluokilla käytön mukaan, ja ne on rajoitettu tietyille taajuuksille ja tehotasoille. Joillakin luokilla, kuten radio- ja televisiolähetysasemilla, lähettimelle annetaan yksilöllinen tunniste, joka koostuu kirjain- ja numerojonosta, jota kutsutaan kutsumerkiksi ja jota on käytettävä kaikissa lähetyksissä. Radiooperaattorilla on oltava valtion lisenssi, kuten Yhdysvalloissa yleinen radiopuhelinoperaattorilupakirja , joka on saatu suorittamalla testi, joka osoittaa riittävät tekniset ja oikeudelliset tiedot turvallisesta radiotoiminnasta.

Poikkeukset yllä olevista säännöistä sallivat yleisön luvattoman käytön pienitehoisilla lyhyen kantaman lähettimillä kuluttajatuotteissa, kuten matkapuhelimissa, langattomissa puhelimissa , langattomissa laitteissa , radiopuhelimissa , kansalaisbändiradioissa , langattomissa mikrofoneissa , autotallin ovenavauksissa ja vauvassa näyttöjä . Yhdysvalloissa, nämä kuuluvat osan 15 n Federal Communications Commission (FCC) säännöksiä. Monet näistä laitteista käyttävät ISM -kaistoja , sarja radiotaajuuskaistan taajuuskaistoja, jotka on varattu lisensoimattomaan käyttöön. Vaikka niitä voidaan käyttää ilman lupaa, näiden laitteiden, kuten kaikkien radiolaitteiden, on yleensä oltava tyyppihyväksyttyjä ennen myyntiä.

Sovellukset

Alla on joitakin tärkeimpiä radion käyttötarkoituksia toimintojen mukaan.

Lähetys

Lisätietoja: Lähetys
AM -radioasema
FM -radioasema
Televisioasema
Lähetysantennit

Lähetys on yksisuuntainen tiedonsiirto lähettimeltä yleisölle kuuluville vastaanottimille. Koska radioaallot heikkenevät etäisyydellä, lähetysasemaa voidaan vastaanottaa vain rajoitetulla etäisyydellä lähettimestään. Satelliiteista lähetettävät järjestelmät voidaan yleensä vastaanottaa koko maan tai maanosan yli. Vanhempi maanpäällinen radio ja televisio maksetaan kaupallisesta mainonnasta tai hallituksista. Tilausjärjestelmissä, kuten satelliitti -tv ja satelliittiradio, asiakas maksaa kuukausimaksun. Näissä järjestelmissä radiosignaali on salattu, ja sen voi purkaa vain yrityksen hallitsemassa vastaanottimessa, joka voidaan poistaa käytöstä, jos asiakas ei maksa laskua.

Lähetys käyttää useita radiospektrin osia lähetettyjen signaalien tyypin ja halutun kohdeyleisön mukaan. Pitkäaaltoiseen ja MW- signaalit voivat antaa luotettavan valvonnan alueilla useita satoja kilometrejä poikki, mutta on enemmän rajoitettu tiedot kantokyky ja niin toimivat parhaiten audiosignaalit (puhe ja musiikki), ja äänen laatua voidaan hajottaa radiohäiriöiden luonnollisista ja keinotekoisia lähteitä. Lyhytaalloilla hihnoilla on suurempi potentiaali alueella mutta ne ovat alttiita häiriöille kaukaiset asemat ja vaihtelevia ilmakehän olosuhteet, jotka vaikuttavat vastaanotto.

Kun hyvin suuren taajuuden kaistalla, on suurempi kuin 30 megahertsin, Maan ilmakehään on vähemmän vaikutusta joukkoa signaaleja, ja linja-of-sight etenemisen tulee pääasiallinen. Nämä korkeammat taajuudet mahdollistavat suuren televisiolähetysten kaistanleveyden. Koska luonnollisia ja keinotekoisia kohinalähteitä on vähemmän näillä taajuuksilla, korkealaatuinen äänen siirto on mahdollista taajuusmoduloinnin avulla .

Ääni: radiolähetys

Pääartikkeli: Radiolähetykset

Radiolähetyksellä tarkoitetaan äänen (äänen) siirtoa yleisölle kuuluville radiovastaanottimille . Analoginen ääni on varhaisin radiolähetysmuoto. AM -lähetykset alkoivat noin vuonna 1920. FM -lähetykset otettiin käyttöön 1930 -luvun lopulla entistä tarkemmin . Yleisradiovastaanotinta kutsutaan radioksi . Useimmat radiot voivat vastaanottaa sekä AM- että FM -vastaanottimia, ja niitä kutsutaan AM/FM -vastaanottimiksi.

Yksi DAB -asema lähettää 1500 kHz: n kaistanleveyden signaalin, joka välittää 9-12 kanavaa OFDM -moduloimaa digitaalista ääntä , joista kuuntelija voi valita. Lähetystoiminnan harjoittajat voivat lähettää kanavan eri bittinopeuksilla , joten eri kanavilla voi olla erilainen äänenlaatu. Eri maissa DAB -asemat lähettävät UHF -alueella joko kaistaa III (174–240 MHz) tai L -kaistaa (1,452–1,492 GHz), joten näkökenttä rajoittaa FM -vastaanoton noin 64 kilometriin.
  • Digital Radio Mondiale (DRM) on kilpaileva digitaalinen maanpäällinen radiostandardi, jonka pääasiassa lähetystoiminnan harjoittajat ovat kehittäneet korkeamman spektrisen tehokkuuden korvaajaksi perinteisille AM- ja FM -lähetyksille. Mondiale tarkoittaa "maailmanlaajuisesti" ranskaksi ja italiaksi, ja vuonna 2001 kehitettyä DRM: ää tukee tällä hetkellä 23 maata, ja jotkut eurooppalaiset ja itäiset lähetystoiminnan harjoittajat ovat ottaneet sen käyttöön vuodesta 2003. DRM30 -tila käyttää AM -lähetyskaistoja alle 30 MHz ja on on tarkoitettu korvaamaan AM- ja lyhytaaltoista lähetystä, ja DRM+ -tila käyttää VHF -taajuuksia, jotka on keskitetty FM -lähetyskaistalle, ja se on tarkoitettu korvaamaan FM -lähetykset. Se ei ole yhteensopiva olemassa olevien radiovastaanottimien kanssa ja vaatii kuuntelijoita ostamaan uuden DRM -vastaanottimen. Käytetty modulaatio on OFDM -muoto, jota kutsutaan COFDM: ksi , jossa jopa 4 kantoaaltoa lähetetään kanavalla, jolla on aiemmin ollut yksi AM- tai FM -signaali ja joka on moduloitu kvadratuuriamplitudimodulaatiolla (QAM). DRM -järjestelmä on suunniteltu mahdollisimman yhteensopivaksi olemassa olevien AM- ja FM -radiolähettimien kanssa, joten suurta osaa olemassa olevien radioasemien laitteista ei tarvitse vaihtaa.
  • Satelliittinavigointiohjelmien on tilauspalvelu radiopalvelu, joka lähettää CD-tasoinen digitaalinen äänen suoraan tilaajien vastaanottimia käyttäen mikroaaltouuni downlink signaalin suora lähetys tietoliikennesatelliitin vuonna geostationäärisellä radalla 22000 kilometrin korkeudessa. Se on tarkoitettu lähinnä autoradioihin . Satelliittiradio käyttää 2,3 GHz: n S -kaistaa Pohjois -Amerikassa, muualla maailmassa se käyttää DAB: lle varattua 1,4 GHz: n L -kaistaa.
    Televisiovastaanotin

Video: Televisiolähetykset

Pääartikkeli: Televisiolähetykset

Televisiolähetys on liikkuvien kuvien siirto radion välityksellä, jotka koostuvat still -kuvien sekvensseistä, jotka näytetään televisiovastaanottimen ("televisio" tai TV) näytöllä synkronoidun audio- (äänikanavan) kanssa. Televisio ( videosignaalit ) vie laajemman kaistanleveyden kuin yleisradio ( audio ). Analoginen televisio , alkuperäinen televisiotekniikka, vaati 6 MHz, joten television taajuuskaistat on jaettu 6 MHz: n kanaviin, joita kutsutaan nyt "RF -kanaviksi". Nykyinen televisiostandardi, joka otettiin käyttöön vuoden 2006 alusta, on digitaalinen muoto, nimeltään HDTV (teräväpiirtotelevisio), joka lähettää kuvia suuremmalla resoluutiolla, tyypillisesti 1080 pikseliä ja 1920 pikseliä leveä, nopeudella 25 tai 30 kuvaa sekunnissa. Digitaalisen television (DTV) siirtojärjestelmät, jotka korvasivat vanhemman analogisen television siirtymävaiheessa vuodesta 2006 alkaen, käyttävät kuvan pakkausta ja tehokasta digitaalista modulaatiota, kuten OFDM ja 8VSB , HDTV-videon siirtämiseen pienemmällä kaistanleveydellä kuin vanhat analogiset kanavat, mikä säästää niukkoja radiospektritila . Siksi jokaisella 6 MHz: n analogisella RF -kanavalla on nyt jopa 7 DTV -kanavaa - näitä kutsutaan "virtuaalikanaviksi". Digitaalisessa televisiovastaanottimessa on erilainen käyttäytyminen huonon vastaanoton tai kohinan esiintyessä kuin analogisessa televisiossa, jota kutsutaan " digitaaliseksi kallioksi ". Toisin kuin analoginen televisio, jossa yhä huonompi vastaanotto aiheuttaa kuvanlaadun heikkenemisen vähitellen, digitaalitelevisiossa huono vastaanotto ei vaikuta kuvanlaatuun, ennen kuin vastaanotin lakkaa toimimasta ja näyttö pimenee.

  • Maanpäällisen , over-the-air (OTA) televisio , tai televisio - vanhin tv-tekniikka, on televisiosignaalien lähetystä maalta televisiokanavilla ja televisiovastaanottimia (kutsutaan televisiot tai televisiot) on katsojan kodeissa. Maanpäälliset televisiolähetykset käyttävät kaistoja 41-88 MHz ( matala VHF- tai kaista I , joka kantaa RF -kanavia 1-6), 174-240 MHz, (VHF -kaista tai kaista III ; kanavat RF -kanavia 7-13) ja 470 - 614 MHz ( UHF -kaista IV ja kaista V ; RF -kanavia 14 ja ylöspäin). Tarkat taajuusrajat vaihtelevat eri maissa. Leviäminen tapahtuu näköyhteydellä , joten visuaalinen horisontti rajoittaa vastaanottoa 48–64 kilometriin. Yhdysvalloissa television tosiasiallinen säteilyteho (ERP), lähettimet ovat rajoitettu 35 kW: iin VHF -matalalla taajuudella, 50 kW: lla VHF -yläkaistalla ja 220 kW: lla UHF -kaistalla; useimmat TV -asemat toimivat alle 75% rajasta. Useimmilla alueilla katsojat käyttävät yksinkertaista "kanin korvan" dipoliantennia television päällä, mutta yli 15 mailin päässä asemasta sijaitsevilla vastaanottoalueilla olevien katsojien on yleensä käytettävä katolle asennettua ulkoantennia riittävän vastaanoton saamiseksi.
Satelliittitelevisio asuinpaikassa

Aika

Hallituksen vakiotaajuus- ja aikasignaalipalvelut ovat aika-radioasemia, jotka lähettävät jatkuvasti erittäin tarkkoja atomikellojen tuottamia aikasignaaleja viitteenä muiden kellojen synkronoimiseksi. Esimerkkejä ovat BPC , DCF77 , JJY , MSF , RTZ , TDF , WWV ja YVTO . Yksi käyttötarkoitus on radiokelloissa , joissa on automaattinen vastaanotin, joka vastaanottaa ja purkaa aikasignaalin säännöllisesti (yleensä viikoittain) ja palauttaa kellon sisäisen kvartsikellon oikeaan aikaan, jolloin pienellä kellolla tai pöytäkellolla on sama tarkkuus atomikellona. Hallituksen aika -asemien määrä vähenee, koska GPS -satelliitit ja Internet Network Time Protocol (NTP) tarjoavat yhtä tarkat aikastandardit.

Kaksisuuntainen ääniviestintä

Pääartikkeli: Kaksisuuntainen radio
(vasemmalla) Moderni matkapuhelin. (oikealla) Matkapuhelintorni, joka on jaettu 3 eri verkkoon kuuluvien antennien kanssa.

Kaksisuuntainen radio on audio- lähetin , joka on vastaanotin ja lähetin samassa laitteessa, jota käytetään kaksisuuntaisen kahdenkeskinen ääniviestinnän muiden käyttäjien kanssa, joilla on samanlaiset radiot. Vanhempi termi tälle viestintämuodolle on radiopuhelin . Radiolinkki voi olla puoli-duplex , kuten on radiopuhelinta , käyttäen samaa radiokanavaa, jossa vain yksi radio voi lähettää kerrallaan, joten eri käyttäjät vuorottelevat puhuu, painamalla " push-to-talk " -painike radio joka sammuttaa vastaanottimen ja kytkee lähettimen päälle. Tai radiolinkki voi olla kaksisuuntainen , kaksisuuntainen linkki, joka käyttää kahta radiokanavaa, jotta molemmat ihmiset voivat puhua samanaikaisesti, kuten matkapuhelimessa.

  • Matkapuhelin - kannettava langaton puhelin, joka on yhdistetty puhelinverkkoon radiosignaaleilla, jotka vaihdetaan paikallisen antennin kanssa matkapuhelintukiasemassa ( solutornissa ). Palveluntarjoajan kattama palvelualue on jaettu pieniin maantieteellisiin alueisiin, joita kutsutaan "soluiksi", joista jokaista palvelee erillinen tukiasema -antenni ja monikanavainen lähetin -vastaanotin . Kaikki solun matkapuhelimet kommunikoivat tämän antennin kanssa eri taajuuskanavilla, jotka on määritetty yhteisestä taajuusalueesta.

    Matkapuhelinorganisaation tarkoitus on säästää radiotaajuutta taajuuden uudelleenkäytöllä . Pienitehoisia lähettimiä käytetään siten, että solussa käytetyt radioaallot eivät kulje kauas solun ulkopuolelle, jolloin samat taajuudet voidaan käyttää uudelleen maantieteellisesti erotetuissa soluissa. Kun matkapuhelinta kuljettava käyttäjä siirtyy solusta toiseen, hänen puhelimensa "luovutetaan" automaattisesti saumattomasti uudelle antennille ja määritetään uudet taajuudet. Matkapuhelimissa on pitkälle automatisoitu täysdupleksinen digitaalinen lähetinvastaanotin, joka käyttää OFDM -modulaatiota käyttäen kahta digitaalista radiokanavaa, joista kummassakin on yksi suunta kaksisuuntaista keskustelua, sekä ohjauskanavaa, joka hoitaa numeropuhelut ja "luovuttaa" puhelimen toiselle solutornille. Vanhemmat 2G- , 3G- ja 4G -verkot käyttävät UHF -taajuuksia ja matalaa mikroaaltoaluetta, 700 MHz - 3 GHz. Matkapuhelinlähetin säätää teholähtöään käyttääkseen minimitehoa, joka tarvitaan kommunikointiin matkapuhelintornin kanssa; 0,6 W tornin lähellä, jopa 3 W kauempana. Matkapuhelinkanavan lähettimen teho on 50 W. Nykyisen sukupolven puhelimissa, joita kutsutaan älypuhelimiksi , on monia toimintoja puheluiden soittamisen lisäksi, ja siksi niissä on useita muita radiolähettimiä ja -vastaanottimia, jotka yhdistävät ne muihin verkkoihin: yleensä WiFi -modeemi , Bluetooth -modeemi ja GPS-vastaanotin .

    • 5G-matkapuhelinverkko- seuraavan sukupolven matkapuhelinverkot, jotka otettiin käyttöön vuonna 2019. Niiden suurin etu on paljon korkeampi tiedonsiirtonopeus kuin aiemmat matkapuhelinverkot, jopa 10  Gbps ; 100 kertaa nopeampi kuin edellinen matkapuhelintekniikka, 4G LTE . Suuremmat tiedonsiirtonopeudet saavutetaan osittain käyttämällä korkeamman taajuuden radioaaltoja, korkeammalla mikroaaltokaistalla 3 - 6 GHz ja millimetrin aaltoalueella , noin 28 ja 39 GHz. Koska näillä taajuuksilla on lyhyempi alue kuin aiemmilla matkapuhelinkaistoilla, solut ovat pienempiä kuin aikaisempien matkapuhelinverkkojen solut, jotka voivat olla monta mailia. Millimetriaaltosolut ovat vain muutaman korttelin pituisia, ja solutukiaseman ja antennitornin sijasta niissä on monia pieniä antenneja, jotka on kiinnitetty apupylväisiin ja rakennuksiin.
Satelliittipuhelimet, joissa näytetään suuret antennit, joita tarvitaan kommunikointiin satelliitin kanssa
  • Satelliittipuhelin ( satphone ) - kannettavan langattoman puhelimen samanlainen kuin matkapuhelin, joka on yhdistetty puhelinverkkoon kautta radioyhteyden kiertoradalla tietoliikennesatelliitti sijasta kautta solun tornit . Ne ovat kalliimpia kuin matkapuhelimet; mutta niiden etuna on, että toisin kuin matkapuhelin, joka rajoittuu solutornien kattamiin alueisiin, puhelimia voidaan käyttää suurimmalla osalla tai koko maapallon maantieteellisestä alueesta. Jotta puhelin voisi kommunikoida satelliitin kanssa käyttämällä pientä suuntaamatonta antennia , ensimmäisen sukupolven järjestelmät käyttävät satelliitteja matalalla maapallon kiertoradalla , noin 400–700 mailia (640–1100 km) pinnan yläpuolella. Kun kiertoaika on noin 100 minuuttia, satelliitti voi olla puhelimen näkyvillä vain noin 4–15 minuuttia, joten puhelu "siirretään" toiselle satelliitille, kun se ylittää paikallisen horisontin. Siksi tarvitaan suuri määrä satelliitteja, noin 40–70, sen varmistamiseksi, että vähintään yksi satelliitti on jatkuvasti näkyvissä kustakin maapallon pisteestä. Muut puhelinjärjestelmät käyttävät satelliitteja geostationaarisella kiertoradalla , joilla tarvitaan vain muutama satelliitti, mutta niitä ei voida käyttää korkeilla leveysasteilla maanpäällisen häiriön vuoksi.
  • Langaton puhelin - lankapuhelin , jossa luuri on kannettava ja kommunikoi muun puhelimen kanssa lyhyen kantaman täyden kaksisuuntaisen radiolinkin kautta sen sijaan, että se olisi kytketty johdolla. Sekä luurissa että tukiasemassa on pienitehoisia FM-radiolähetin-vastaanottimia, jotka toimivat UHF- kaistalla, joka käsittelee lyhyen kantaman kaksisuuntaista radiolinkkiä.
Palomies käyttää radiopuhelinta
  • Maa -alueen matkaviestinradiojärjestelmä - VHF- tai UHF-kaistalla toimivat lyhyen kantaman liikkuvat tai kannettavat puoli-dupleksiset radiolähetinvastaanottimet, joita voidaan käyttää ilman lupaa. Ne asennetaan usein ajoneuvoihin, ja liikkuvat yksiköt kommunikoivat kiinteän tukiaseman lähettäjän kanssa . Erityiset järjestelmät varanneet taajuuksia käyttävät ensiavun antajalle palveluja; poliisi, palokunta, ambulanssi ja hätäpalvelut sekä muut valtion palvelut. Muut järjestelmät on tarkoitettu kaupallisten yritysten käyttöön, kuten taksi- ja jakelupalvelut. VHF -järjestelmät käyttävät kanavia alueella 30–50 MHz ja 150–172 MHz. UHF -järjestelmät käyttävät 450–470 MHz: n kaistaa ja joillakin alueilla 470–512 MHz: n taajuusaluetta. Yleensä VHF -järjestelmien kantama on pidempi kuin UHF, mutta ne vaativat pidempiä antenneja. AM- tai FM -modulaatiota käytetään pääasiassa, mutta digitaalisia järjestelmiä, kuten DMR, otetaan käyttöön. Säteilyteho on tyypillisesti rajoitettu 4 wattiin. Näillä järjestelmillä on melko rajoitettu kantama, yleensä 3–20 mailia (4,8–32 km) maastosta riippuen. Toistolaitteita, jotka on asennettu korkeisiin rakennuksiin, kukkuloille tai vuorenhuipuille, käytetään usein etäisyyden lisäämiseen, kun halutaan peittää suurempi alue kuin näköyhteys. Esimerkkejä maanpäällisistä matkaviestinjärjestelmistä ovat CB , FRS , GMRS ja MURS . Moderni digitaalisia järjestelmiä, joita kutsutaan Trunked Radio järjestelmissä , on digitaalinen kanava hallintajärjestelmä ohjauskanavaa käyttäen, joka määrittää automaattisesti taajuuskanavia käyttäjäryhmille.
    • Radiopuhelin- paristokäyttöinen kannettava puolisuuntainen kaksisuuntainen radio, jota käytetään maan matkaviestinjärjestelmissä.
  • Airband-Puolidupleksinen radiojärjestelmä, jota lentäjät käyttävät puhuakseen muiden lentokoneiden ja maanpäällisten lennonjohtajien kanssa . Tämä elintärkeä järjestelmä on lennonjohdon tärkein viestintäkanava . Suurimmassa osassa maaliikenneyhteyksiä ilmakäytävillä käytetään VHF-AM-järjestelmää, joka käyttää 108-137 MHz: n kanavia VHF- kaistalla. Tämän järjestelmän tyypillinen lähetysalue on 200 mailia (320 km) lentokoneille, jotka lentävät matkakorkeudessa. Lentoihin syrjäisimmillä alueilla, kuten valtameren yli suuntautuvilla lentoyhtiöillä, lentokoneet käyttävät HF -kaistaa tai Inmarsat- tai Iridium -satelliittisatelliittien kanavia . Sotilaslentokoneet käyttävät myös omaa UHF-AM-kaistaa 225,0-399,95 MHz.
VHF -meriradio laivalla
  • Meriradio -keskialueen lähetinvastaanottimet aluksilla, joita käytetään aluksesta alukseen, aluksesta ilmaan ja aluksen väliseen viestintään satamapäälliköiden kanssa He käyttävät FM-kanavia välillä 156–174 MHz VHF- kaistalla, jopa 25 wattia, joten niiden kantama on noin 97 mailia. Jotkut kanavat ovat puolisuuntaisia ja toiset kaksisuuntaisia , jotta ne ovat yhteensopivia puhelinverkon kanssa, jotta käyttäjät voivat soittaa puheluita laivayhtiön kautta.
  • Amatööriradio- pitkän kantaman puolisuuntainen kaksisuuntainen radio, jota harrastajat käyttävät ei-kaupallisiin tarkoituksiin: vapaa-ajan radioyhteydet muihin amatööreihin, vapaaehtoinen hätäviestintä katastrofien, kilpailujen ja kokeilujen aikana. Radioamatööreillä on oltava radioamatöörilupa ja heille on annettava yksilöllinen kutsumerkki, jota on käytettävä lähetysten tunnisteena. Amatööriradio on rajoitettu pienille taajuusalueille, amatööriradiokaistoille , jotka on sijoitettu koko radiospektrille 136 kHz - 2,4 GHz. Näillä kaistoilla harrastajat voivat vapaasti lähettää millä tahansa taajuudella monenlaisilla modulaatiomenetelmillä. Lisäksi matkapuhelinliikenteen , amatöörit ovat ainoita radioasemanhoitajien käyttävät yhä morseaakkoset radiosähkötys .

Yksisuuntainen ääniviestintä

Yksi tapa, yksisuuntaista radiolähetystä kutsutaan yksinkertaiseksi .

  • Itkuhälytin - CIB puolella laitetta vanhemmille imeväisten joka lähettää vauvan äänet vastaanottimeen kuljettaman vanhempi, jotta he voivat seurata vauvan kun he ovat muualla talossa. Nämä lähettävät FM -taajuudella 49.300, 49.830, 49.845, 49.860 tai 49.875 MHz pienellä teholla. Monissa vauvan näytöissä on dupleksikanavat, jotta vanhempi voi puhua vauvalle, ja videokamerat, jotka näyttävät kuvan vauvasta, tätä kutsutaan vauvan kamerana .
  • Langaton mikrofoni -paristokäyttöinen mikrofoni, jossa on lyhyen kantaman lähetin, jota pidetään kädessä tai kannetaan henkilön kehossa ja joka lähettää äänensä radion kautta läheiseen vastaanottimeen, joka on liitetty äänijärjestelmään. Julkiset kaiuttimet, esiintyjät ja televisiohenkilöt käyttävät langattomia mikrofoneja, jotta he voivat liikkua vapaasti ilman mikrofonijohdon jäämistä. Analogiset mallit lähettävät FM -lähetyksessä VHF- ja UHF -kaistojen televisiolähetysten taajuuksien käyttämättömiä osia. Jotkut mallit lähettävät kahdella taajuuskanavalla monimuotoisuuden vastaanottoa varten , jotta nollat eivät keskeytä lähetystä esiintyjän liikkuessa. Jotkut mallit käyttävät digitaalista modulaatiota estääkseen skannerin radiovastaanottimien luvattoman vastaanoton; nämä toimivat 900 MHz: n, 2,4 GHz: n tai 6 GHz: n ISM -kaistoilla .

Tiedonsiirto

Lisätietoja: Tiedonsiirto , telemetria ja langaton
  • Langaton verkko - automaattiset radiolinkit, jotka välittävät digitaalista dataa tietokoneiden ja muiden langattomien laitteiden välillä radioaaltojen avulla ja yhdistävät laitteet läpinäkyvästi tietokoneverkkoon . Tietokoneverkot voivat lähettää kaikenlaista dataa: sähköpostin ja verkkosivujen lisäksi ne sisältävät myös puheluita ( VoIP ), ääntä ja videosisältöä (nimeltään suoratoistoväline ). Turvallisuus on suurempi ongelma langattomia verkkoja kuin langallisten verkkojen koska kuka tahansa lähellä, langaton modeemi voi käyttää signaalin ja yrittää kirjautua sisään. Radiosignaaleja langattomien verkkojen salataan käyttäen WPA .
    Kannettava tietokone, jossa on WiFi ja tyypillinen langaton kotireititin (oikealla), joka yhdistää sen Internetiin
    • Langaton lähiverkko ( langaton lähiverkko tai WiFi ) - perustuu IEEE 802.11 standardit, nämä ovat yleisimmin käytetty tietoverkkojen käytetään toteuttamaan lähiverkkojen ilman kaapeleita, joka yhdistää tietokoneet, kannettavat tietokoneet, matkapuhelimet, pelikonsoleissa , älytelevisiot ja tulostimet yhdessä kotona tai toimistossa ja langattomaan reitittimeen, joka yhdistää ne Internetiin lanka- tai kaapeliyhteydellä. Langattomat reitittimet julkisilla paikoilla, kuten kirjastoissa, hotelleissa ja kahviloissa, luovat langattomia tukiasemia ( hotspot ), joiden avulla yleisö voi käyttää Internetiä kannettavilla laitteilla, kuten älypuhelimilla , tableteilla tai kannettavilla tietokoneilla . Jokainen laite vaihtaa tietoja langattoman modeemin (langattoman verkkoliitäntäohjaimen), automaattisen mikroaaltolähettimen ja -vastaanottimen avulla, jossa on taustalla toimiva monisuuntainen antenni ja joka vaihtaa datapaketteja reitittimen kanssa. WiFi käyttää 2,4 GHz: n ja 5 GHz: n ISM -kaistojen kanavia, joissa on OFDM ( ortogonaalinen taajuusjakoinen multipleksointi ) -modulaatio, tiedon siirtämiseksi korkeilla nopeuksilla. WiFi -modeemien lähettimien säteilyteho on rajoitettu 200 mW - 1 wattiin maasta riippuen. Niiden suurin kantama sisätiloissa on noin 50 m 2,4 GHz: n taajuudella ja 20 m 5 GHz: n taajuudella.
      Naapuruston langaton WAN -reititin puhelinpylväässä
    • Langaton WAN (langaton laajakaistaverkko, WWAN) - erilaisia ​​tekniikoita, jotka tarjoavat langattoman internetyhteyden laajemmalle alueelle kuin WiFi -verkot - toimistorakennuksesta kampukseen, naapurustoon tai koko kaupunkiin. Yleisimmin käytettyjä tekniikoita ovat: matkapuhelinmodeemit , jotka vaihtavat tietokoneen tietoja radion välityksellä solutornien kanssa ; satelliitti -internetyhteys; ja UHF -kaistan alemmat taajuudet, joiden kantama on pidempi kuin WiFi -taajuudet. Koska WWAN -verkot ovat paljon kalliimpia ja monimutkaisempia hallita kuin WiFi -verkot, niiden käyttö on toistaiseksi yleensä rajoittunut suuryritysten ylläpitämiin yksityisiin verkkoihin.
    • Bluetooth- erittäin lyhyen kantaman langaton liitäntä kannettavassa langattomassa laitteessa, jota käytetään korvaamaan lanka- tai kaapeliyhteys, pääasiassa tiedostojen vaihtamiseen kannettavien laitteiden välillä ja matkapuhelimien ja musiikkisoittimien yhdistämiseen langattomiin kuulokkeisiin . Yleisimmin käytetyssä tilassa lähetysteho on rajoitettu 1 millivattiin, mikä antaa sille erittäin lyhyen, jopa 10 metrin (30 jalan) kantaman. Järjestelmä käyttää taajuushyppeleistä hajaspektrilähetystä , jossa peräkkäiset datapaketit lähetetään näennäissatunnaisessa järjestyksessä yhdellä 79 1 MHz: n Bluetooth-kanavasta välillä 2,4-2,83 GHz ISM-kaistalla . Tämän ansiosta Bluetooth -verkot voivat toimia melun , muiden langattomien laitteiden ja muiden Bluetooth -verkkojen ollessa samoilla taajuuksilla, koska mahdollisuus, että toinen laite yrittää lähettää samalla taajuudella samanaikaisesti Bluetooth -modeemin kanssa, on pieni. Tällaisessa "törmäyksessä" Bluetooth -modeemi lähettää datapaketin vain toisella taajuudella.
    • Pakettiradio- pitkän matkan peer-to-peer langaton ad-hoc-verkko , jossa datapaketteja vaihdetaan tietokoneohjattujen radiomodeemien (lähetin/vastaanotin) välillä, joita kutsutaan solmuiksi, jotka voidaan erottaa kilometreillä ja ehkä mobiili. Jokainen solmu kommunikoi vain naapurisolmujen kanssa, joten datapaketteja välitetään solmulta solmulle, kunnes ne saavuttavat määränpäänsä. Käyttää X.25 -verkkoprotokollaa. Pakettiradiojärjestelmiä käyttävät kaupalliset televiestintäyritykset ja radioamatööriyhteisö rajoitetusti .
  • Tekstiviestit (tekstiviestit) - tämä on matkapuhelinten palvelu , jonka avulla käyttäjä voi kirjoittaa lyhyen aakkosnumeerisen viestin ja lähettää sen toiseen puhelinnumeroon, ja teksti näkyy vastaanottajan puhelimen näytössä. Se perustuu lyhytsanomapalveluun (SMS), joka lähettää ylimääräistä kaistanleveyttä käyttäen matkapuhelimien käyttämässä ohjausradiokanavassa taustatoimintojen, kuten soittamisen ja solunvaihdon, käsittelyyn. Kanavan teknisistä rajoituksista johtuen tekstiviestit voivat olla enintään 160 aakkosnumeerista merkkiä.
Mikroaaltoreleiden paraboliset antennit tornissa Australiassa.
  • Mikroaaltorele- pitkän matkan laajakaistainen pisteestä pisteeseen digitaalinen tiedonsiirtoyhteys, joka koostuu mikroaaltolähettimestä, joka on liitetty lautasantenniin ja joka lähettää mikroaaltosäteen toiseen lautasantenniin ja vastaanottimeen. Koska antennien on oltava näköyhteydessä, visuaalinen horisontti rajoittaa etäisyydet 48–64 kilometriin. Mikroaaltoyhteyksiä käytetään yksityiseen yritystietoon, laaja-alaisiin tietokoneverkkoihin (WAN) ja puhelinyrityksiin kaukopuheluiden ja televisiosignaalien siirtämiseksi kaupunkien välillä.
  • Telemetria -mittausten ja toimintatietojen automaattinen yksisuuntainen (yksipuolinen) siirto etäprosessista tai -laitteesta vastaanottimeen valvontaa varten. Telemetria käytetään lennon seurantaan ohjuksia, tiedustelulennokeille, satelliitit ja säähavaintopallo radiosondien , lähettämällä tieteellistä tietoa takaisin Maahan interplanetaarinen avaruusalus, kommunikoi elektronisen biolääketieteen anturit istutetaan ihmiskehoon, ja hyvin kirjautumalla . Useita datakanavia lähetetään usein taajuusjako- tai aikajakomultipleksointia käyttäen . Telemetriaa aletaan käyttää kuluttajasovelluksissa, kuten:
    • Automaattinen mittarilukema - sähköteho- , vesimittari- ja kaasumittarit , jotka kuulustelusignaalin laukaisemana lähettävät lukemansa radion kautta jalkakäytävällä olevaan hyötyajoneuvon lukulaitteeseen, jolloin työntekijän ei tarvitse mennä asiakkaan omaisuuteen lukemaan mittari manuaalisesti.
    • Sähköinen tiemaksujen keruu - maksullisilla teillä , vaihtoehto manuaaliselle tietullien keräämiselle tietullipisteessä, jossa ajoneuvon transponderi , kun tienvarsilähetin laukaisee, lähettää signaalin tienvarsivastaanottimelle rekisteröidäkseen ajoneuvon tienkäytön , jolloin omistajalta voidaan laskuttaa tietulleja.
RFID -tunniste DVD -levyltä
  • Radiotaajuustunnistus (RFID) - tunnistetunnisteet, jotka sisältävät pienen radiolähettimen ( vastaanottimen ja lähettimen ) ja jotka on kiinnitetty kauppatavaraan. Vastaanotettuaan radioaaltojen kuulutuspulssin läheiseltä lukijayksiköltä tunniste lähettää takaisin ID -numeron, jota voidaan käyttää tavaroiden inventointiin. Yleisimpiä passiivisia tunnisteita, joissa on siru, joka saa virtaa lukijalta saadusta radioenergiasta, oikaistaan ​​diodilla, ja ne voivat olla yhtä pieniä kuin riisinjyvä. Ne sisältyvät tuotteisiin, vaatteisiin, rautatievaunuihin, kirjastokirjoihin, lentoyhtiöiden matkatavaratunnisteisiin ja istutetaan ihon alle lemmikeille ja karjalle ( mikrosiru -implantti ) ja jopa ihmisille. Tietosuojaongelmat on käsitelty tunnisteilla, jotka käyttävät salattuja signaaleja ja todentavat lukijan ennen vastaamista. Passiiviset tunnisteet käyttävät 125–134 kHz, 13, 900 MHz ja 2,4 ja 5 GHz ISM -kaistoja ja niillä on lyhyt kantama. Akulla toimivat aktiiviset tunnisteet ovat suurempia, mutta ne voivat lähettää voimakkaamman signaalin ja antaa niille satojen metrien kantaman.
  • Sukellusveneviestintä - Vedenalaisen sukellusveneen ollessa vedessä sähköjohtava merivesi katkaisee kaiken tavanomaisen radioviestinnän sotilashallintoviranomaistensa kanssa. Kuitenkin riittävän matalien taajuuksien radioaallot VLF (30 - 3 kHz) ja ELF (alle 3 kHz) -kaistoilla kykenevät läpäisemään merivettä. Merivoimat käyttävät suuria rannalla olevia lähetysasemia, joiden teho on megawattia, lähettääkseen salattuja viestejä sukellusveneilleen maailman valtamerissä. Pienen kaistanleveyden vuoksi nämä järjestelmät eivät voi lähettää ääntä, vain tekstiviestejä hitaalla tiedonsiirtonopeudella. Viestintäkanava on yksisuuntainen, koska pitkät VLF- tai ELF-aaltojen lähettämiseen tarvittavat antennit eivät mahdu sukellusveneeseen. VLF -lähettimet käyttävät kilometrejä pitkiä lanka -antenneja, kuten sateenvarjoantenneja . Muutamat maat käyttävät noin 80 Hz: n ELF -lähettimiä, jotka voivat kommunikoida sukellusveneiden kanssa alemmilla syvyyksillä. Näiden käyttö jopa suuremmat antennit kutsutaan maa dipolien , joka koostuu kahdesta maa (Earth) liitännät 23-60 km (14-37 mi) toisistaan, joita yhdistää yläpuolella siirtolinjojen voimalaitoksen lähetin.

Avaruusviestintä

Satelliittiviestintäkeskus Dubna Venäjällä

Tämä on radioviestintää avaruusaluksen ja maapohjaisen maa-aseman tai muun avaruusaluksen välillä. Viestintä avaruusalusten kanssa sisältää kaikkien radiolinkkien pisimmät siirtoetäisyydet, jopa miljardeja kilometrejä planeettojen välisillä avaruusaluksilla . Vastaanottaakseen heikkoja signaaleja kaukaisilta avaruusaluksilta satelliittien maa -asemat käyttävät suuria parabolisia "lautasantenneja" , joiden halkaisija on enintään 25 metriä (82 jalkaa) ja erittäin herkkiä vastaanottimia. Mikroaaltokaistalla käytetään korkeita taajuuksia , koska mikroaallot kulkevat ionosfäärin läpi ilman taittumista , ja mikroaaltotaajuuksilla suuret vahvistusantennit, joita tarvitaan radioenergian kohdistamiseen kapeaseen vastaanottimeen osoitettuun keilaan, ovat pieniä ja vievät vähintään tilaa satelliitti. Osia UHF , L , C , S , k u ja k nauha on varattu tilaa viestintä. Radiolinkkiä, joka lähettää dataa maan pinnalta avaruusalukseen, kutsutaan yläsuuntaiseksi linkiksi, kun taas linkkiä, joka lähettää dataa avaruusaluksesta maahan, kutsutaan alasuuntaiseksi linkiksi.

Azerbaidžanille kuuluva viestintäsatelliitti
  • Tietoliikennesatelliitti - keinotekoinen satelliitti, jota käytetään tietoliikennereleenä tiedon siirtämiseen maapallon laajasti erotettujen pisteiden välillä. Näitä käytetään, koska tietoliikenteessä käytettävät mikroaallot kulkevat näköyhteyden kautta eivätkä siten voi levitä maapallon käyrän ympäri. Tammikuun 1. päivänä 2021 maan kiertoradalla oli 2224 viestintäsatelliittia. Useimmat ovat geostaationaarisella kiertoradalla 22 700 mailia (35 700 km) päiväntasaajan yläpuolella , joten satelliitti näyttää paikallaan samalta kohdalta taivaalla, joten maa -asemien satelliittiantenniantennit voidaan suunnata pysyvästi kyseiseen kohtaan eikä niiden tarvitse liikkua seurata sitä. Kun satelliitti maa-aseman mikroaaltouuni lähettimen ja suuri satelliittiantenni antenni lähetys- mikroaaltouuni uplink-keilan satelliitille. Ylössuuntaisen linkin signaali kuljettaa monia tietoliikennekanavia, kuten kaukopuheluita, televisio-ohjelmia ja Internet-signaaleja käyttäen taajuusjakoista multipleksointia (FDM). Satelliitissa transponderi vastaanottaa signaalin, muuntaa sen eri alasuuntaisen linkin taajuudelle, jotta se ei häiritse nousevan siirtotien signaalia, ja lähettää sen uudelleen toiselle maa -asemalle, joka voi olla laajasti erillään ensimmäisestä. Siellä alasuuntaisen linkin signaali demoduloidaan ja sen kuljettama tietoliikenne lähetetään paikallisiin kohteisiinsa lankapuhelimien kautta. Viestintäsatelliiteissa on tyypillisesti useita kymmeniä transpondereita eri taajuuksilla, joita eri käyttäjät vuokraavat.
  • Suoralähetyssatelliitti - geostationaarinen viestintäsatelliitti, joka lähettää vähittäiskaupan ohjelmointia suoraan tilaajien koteihin ja maan päällä oleviin ajoneuvoihin, satelliittiradio- ja TV -järjestelmissä. Se käyttää muita lähetyssatelliitteja suurempaa lähetystehoa, jotta kuluttajat voivat vastaanottaa signaalin pienellä huomaamattomalla antennilla. Esimerkiksi satelliitti-tv käyttötarkoituksiin laskevan suunnan taajuuksia 12,2-12,7 GHz k u Band lähetetään 100-250 wattia, joka voidaan vastaanottaa suhteellisen pieni 43-80 cm (17-31 tuumaa) satelliittiantennien ulkopuolelle asennetun rakennusten .

Tutka

Pääartikkeli: Tutka
Yhdysvaltain laivaston lentotukialuksen armeijan lennonjohtaja valvoo lentokoneita tutkanäytöllä

Tutka on radiolokointimenetelmä , jota käytetään ilma -alusten, avaruusalusten, ohjusten, alusten, ajoneuvojen paikantamiseen ja seurantaan sekä sääolojen ja maaston kartoittamiseen. Tutkasarja koostuu lähettimestä ja vastaanottimesta. Lähetin lähettää kapeita radioaaltoja, jotka pyyhkäisevät ympäröivän tilan ympärille. Kun säde osuu kohdeobjektiin, radioaallot heijastuvat takaisin vastaanottimeen. Säteen suunta paljastaa kohteen sijainnin. Koska radioaallot kulkevat vakionopeudella, joka on lähellä valon nopeutta , mitaten lyhyen aikaviiveen lähtevän pulssin ja vastaanotetun "kaiun" välillä, etäisyys kohteeseen voidaan laskea. Kohteet näytetään usein graafisesti karttanäytöllä, jota kutsutaan tutkanäytöksi . Doppler -tutka voi mitata liikkuvan kohteen nopeuden mittaamalla paluuradioaaltojen taajuuden muutoksen Doppler -vaikutuksen vuoksi .

Tutkasarjat käyttävät pääasiassa korkeita taajuuksia mikroaaltokaistoilla , koska nämä taajuudet heijastavat voimakkaasti ajoneuvokokoisia esineitä ja ne voidaan tarkentaa kapeiksi palkeiksi kompakteilla antenneilla. Parabolisia (lautasantenneja) käytetään laajalti. Useimmissa tutkoissa lähettävä antenni toimii myös vastaanottoantennina; tätä kutsutaan monostaattiseksi tutkaksi . Tutkaa, joka käyttää erillisiä lähetys- ja vastaanottoantenneja, kutsutaan bistaattiseksi tutkaksi .

ASR-8 lentoaseman valvonta-tutka-antenni. Se pyörii 4,8 sekunnin välein. Suorakulmainen antenni päällä on toissijainen tutka.
  • Lentoaseman valvonta tutka - Ilmailussa tutka on lennonjohdon tärkein työkalu . Pyörivä lautasantenni pyyhkäisee pystysuoran tuulettimen muotoisen mikrosäteen ilmatilan ympärille, ja tutkasarja näyttää lentokoneen sijainnin "valopilkkuna" tutkanäytössä. Lentoaseman tutka toimii 2,7 - 2,9 GHz: n taajuudella mikroaaltouunin S -kaistalla . Suurilla lentoasemilla tutkakuva näkyy useilla näytöillä TRACON ( Terminal Radar Approach Control ) -operaatiohuoneessa , jossa lennonjohtajat ohjaavat lentokoneen radion avulla turvallisen lentokoneen erottamiseksi.
    • Toissijainen valvonta -tutka - Lentokoneessa on tutkatransponderit , lähetinvastaanottimet, jotka saapuvan tutkasignaalin laukaisemina lähettävät paluu -mikroaaltosignaalin. Tämä saa lentokoneen näkymään voimakkaammin tutkanäytössä. Tutkaa, joka laukaisee transponderin ja vastaanottaa palkkisäteen, joka on yleensä asennettu ensisijaisen tutkalautasen päälle, kutsutaan toissijaiseksi valvonta -tutkaksi . Koska tutka ei voi mitata lentokoneen korkeutta millään tarkkuudella, transponderi lähettää myös takaisin lentokoneen korkeuden sen korkeusmittarilla mitattuna ja ilma -aluksen tunnistetunnuksen, joka näkyy tutkanäytössä.
  • Elektroniset vastatoimenpiteet (ECM) - Sotilaalliset puolustavat elektroniset järjestelmät, jotka on suunniteltu heikentämään vihollisen tutkan tehokkuutta tai pettämään sitä väärillä tiedoilla estääkseen vihollisia paikallistamasta paikallisia joukkoja. Se koostuu usein tehokkaista mikroaaltolähettimistä, jotka voivat jäljitellä vihollisen tutkasignaaleja ja luoda vääriä kohdeilmoituksia vihollisen tutkanäytöille.
  • Tutkan korkeusmittari - lentokoneen erikoistutka, joka mittaa lentokoneen korkeuden maaston yläpuolelta pomppimalla radiosäteen maan pinnalta ja mittaamalla kaiun paluun ajan.
Pyörivä meritutka -antenni laivalla.
  • Meritutka - X -kaistatutka aluksissa, jota käytetään havaitsemaan lähellä olevat alukset ja esteet, kuten sillat. Pyörivä antenni pyyhkäisee pystysuoran tuulettimen muotoisen mikroaallosäteen venettä ympäröivän vedenpinnan ympäri horisonttiin.
  • Säätutka - Doppler -tutka, joka kartoittaa sääjärjestelmät ja mittaa tuulen nopeuden heijastamalla sadepisaroiden mikroaaltoja.
  • Phased-array tutka-tutkasarja, joka käyttää vaiheistettua matriisia , tietokoneohjattua antennia, joka voi ohjata tutkasäteen nopeasti osoittamaan eri suuntiin antennia siirtämättä. Armeija kehitti vaiheittaisia ​​tutkoja nopeasti liikkuvien ohjusten ja lentokoneiden jäljittämiseen. Niitä käytetään laajalti sotilastarvikkeissa ja ne leviävät nyt siviilikäyttöön.
  • Synteettinen aukko tutka (SAR)-erikoistunut ilmatutka, joka tuottaa korkean resoluution kartan maastoista. Tutka on asennettu lentokoneeseen tai avaruusalukseen ja tutka -antenni säteilee radioaaltojen sädettä sivusuunnassa suorassa kulmassa liikesuuntaan, kohti maata. Paluututkasignaalin käsittelyssä ajoneuvon liikettä käytetään suuren antennin simulointiin, mikä antaa tutkalle suuremman resoluution.
  • Maanläpäisevä tutka- erikoistunut tutkalaite, joka rullataan maanpintaa pitkin kärryllä ja lähettää radioaaltojen säteen maahan ja tuottaa kuvan maanpinnan kohteista. Taajuuksia käytetään 100 MHz - muutama GHz. Koska radioaallot eivät voi tunkeutua kovin pitkälle maahan, GPR: n syvyys on rajoitettu noin 50 jalkaan.
  • Törmäyksenestojärjestelmä - lyhyen kantaman tutka tai LIDAR -järjestelmä autossa tai ajoneuvossa, joka havaitsee törmäävänsä ajoneuvoon esineen kanssa ja käyttää jarruja estääkseen törmäyksen.
  • Tutka -sytytys - ilmapommin sytytin , joka mittaa tutka -korkeusmittarilla pommin korkeuden maanpinnan yläpuolella putoamisen aikana ja räjäyttää sen tietyllä korkeudella.
  • Tutkanopeuspistooli - Kädessä pidettävä Doppler -tutka, jota liikennepoliisi käyttää mittaamaan ajoneuvojen nopeutta määrittääkseen, noudattavatko ne paikallista nopeusrajoitusta . Kun upseeri osoittaa aseen ajoneuvoon ja painaa liipaisinta, sen nopeus näkyy numeerisessa näytössä. Nopeuspistooleissa käytetään X- tai K u -nauhaa .

Radiolokaatio

Pääartikkeli: Radiolocation

Radiolokaatio on yleinen termi, joka kattaa erilaisia ​​tekniikoita, jotka käyttävät radioaaltoja esineiden sijainnin löytämiseen tai navigointiin

Henkilökohtainen navigointi avustaja GPS-vastaanottimen autossa, joka voi antaa ajo määränpäähän.
  • Maailmanlaajuinen satelliittinavigointijärjestelmä (GNSS) tai satnav -järjestelmä - Satelliittijärjestelmä, jonka avulla maantieteellinen sijainti ( leveysaste , pituusaste ja korkeus/korkeus) voidaan määrittää suurella tarkkuudella (muutaman metrin sisällä) pienillä kannettavilla navigointilaitteilla. ajoitetaan satelliittien radiosignaalien saapumista. Nämä ovat nykyään yleisimmin käytetyt navigointijärjestelmät. Tärkeimmät satelliittinavigointijärjestelmät ovat Yhdysvaltain Global Positioning System (GPS), Venäjä n GLONASS , Kiina : n Beidou (BDS) ja Euroopan unionin n Galileo .
    • Globaali paikannusjärjestelmä (GPS) - Yhdysvaltain ilmavoimien ylläpitämä yleisimmin käytetty satelliittinavigointijärjestelmä, joka käyttää 31 satelliitin tähdistöä matalalla maapallon kiertoradalla . Satelliittien kiertoradat jakautuvat siten, että milloin tahansa vähintään neljä satelliittia on horisontin yläpuolella jokaisen maapallon pisteen päällä. Jokaisessa satelliitissa on atomikello ja se lähettää jatkuvan radiosignaalin, joka sisältää tarkan aikasignaalin sekä sen nykyisen sijainnin. Käytetään kahta taajuutta, 1,2276 ja 1,57542 GHz. Koska radioaaltojen nopeus on käytännössä vakio, satelliitin radiosignaalin viive on verrannollinen vastaanottimen etäisyyteen satelliitista. Vastaanottamalla signaalit vähintään neljästä satelliitista GPS -vastaanotin voi laskea sijaintinsa maapallolla vertaamalla radiosignaalien saapumisaikaa. Koska jokaisen satelliitin sijainti tiedetään tarkasti milloin tahansa, viiveestä voidaan vastaanottimen sijainti laskea vastaanottimen mikroprosessorilla. Sijainti voidaan näyttää leveys- ja pituusasteina tai merkkinä sähköisessä kartassa. GPS -vastaanottimet on sisällytetty melkein kaikkiin matkapuhelimiin ja ajoneuvoihin, kuten autoihin, lentokoneisiin ja laivoihin, ja niitä käytetään ohjaamaan droneja , ohjuksia , risteilyohjuksia ja jopa tykistökuoria kohteeseensa. armeija.
  • Radiomajakka - kiinteän sijainnin maanpäällinen radiolähetin, joka lähettää jatkuvan radiosignaalin, jota lentokoneet ja alukset käyttävät navigointiin . Majakoiden sijainnit on piirretty lentokoneiden ja laivojen käyttämiin navigointikarttoihin.
    VOR/DME -lentokoneen radionavigointimajakka
    • Erittäin korkean taajuuden omnidirectional Range (VOR)-maailmanlaajuinen lentokoneiden radionavigointijärjestelmä , joka koostuu kiinteistä maasta tulevista radiomajakoista, jotka lähettävät välillä 108,00-117,95 MHz VHF- kaistalla. Lentokoneessa oleva automaattinen navigointilaite näyttää suuntiman läheiselle VOR -lähettimelle. VOR -majakka lähettää kaksi signaalia samanaikaisesti eri taajuuksilla. Suunta-antenni lähettää säteen radioaaltojen pyörii majakan tavoin kiinteällä nopeudella, 30 kertaa sekunnissa. Kun suuntainen säde on pohjoiseen päin ja monisuuntainen antenni lähettää pulssin. Mittaamalla ero vaiheessa näiden kahden signaalin, ilma voi määrittää sen laakerin (tai "radiaalinen") asemalta tarkasti. Ottaen huomioon kaksi VOR -majakkaa ilma -alus voi määrittää sijaintinsa (kutsutaan "korjaukseksi") noin 90 metrin (300 jalan) tarkkuudella. Useimmilla VOR -majakoilla on myös etäisyydenmittausominaisuus, jota kutsutaan etäisyysmittauslaitteeksi (DME). näitä kutsutaan VOR/DME: ksi. Lentokone lähettää radiosignaalin VOR/DME -majakkaan ja transponderi lähettää paluusignaalin. Alkaen etenemisviive välillä lähetetyn ja vastaanotetun signaalin ilma-alus voi laskea sen etäisyys majakka. Tämä mahdollistaa ilma -aluksen määrittää sijaintinsa "korjauksen" vain yhdestä VOR -majakasta. Koska näköyhteyden VHF-taajuuksia käytetään, VOR-majakoiden kantama on noin 200 mailia lentokoneissa matkalentokorkeudessa. TACAN on samanlainen sotilasradiomajakojärjestelmä, joka lähettää taajuudella 962–1213 MHz, ja yhdistettyä VOR- ja TACAN -majakkaa kutsutaan VORTACiksi . Vuonna 2000 maailmassa oli noin 3000 VOR -majakkaa, mutta tämä määrä vähenee, kun ilmailu siirtyy RNAV -järjestelmään, joka perustuu Global Positioning System -satelliittinavigointiin.
    • Suuntamaton majakka (NDB)-Vanhat kiinteät radiomajakat, joita käytetään ennen VOR-järjestelmää ja jotka lähettävät yksinkertaisen signaalin kaikkiin suuntiin, jotta lentokoneet tai alukset voivat käyttää radiosuuntaa . Koneissa käytetään automaattista suuntimislaite (ADF) vastaanottimia, jotka käyttävät suuntaava antenni määrittää laakerin majakan. Ottamalla laakerit kahdelle majakalle he voivat määrittää niiden sijainnin. NDB: t käyttävät taajuuksia välillä 190 ja 1750 kHz LF- ja MF -kaistoilla, jotka leviävät horisontin ulkopuolelle maa -aaltoina tai taivaalla paljon kauempana kuin VOR -majakat . Ne lähettävät kutsu , joka koostuu yhdestä 3 Morse-koodin kirjaimet tunniste.
EPIRB -hätäpaikannusmajakka laivalla
  • Hätäpaikannusmajakka - kannettava paristokäyttöinen radiolähetin, jota käytetään hätätilanteissa paikallistamaan lentokoneita, aluksia ja ihmisiä, jotka ovat hädässä ja tarvitsevat välitöntä pelastusta. Lentokoneet, alukset, ajoneuvot, retkeilijät ja maastohiihtäjät kuljettavat erityyppisiä hätäpaikannusmajakoita. Hätätilanteessa, kuten lentokoneen kaatuminen, laivan uppoaminen tai retkeilijän eksyminen, lähetin on käytössä ja alkaa lähettää jatkuvaa radiosignaalia, jota etsintä- ja pelastusryhmät käyttävät nopeasti hätätilanteen ja antaa apua. Uusimman sukupolven hätäaseman ilmaisevat pelastusmajakat (EPIRB) sisältävät GPS -vastaanottimen ja lähettävät pelastusryhmille tarkan sijaintinsa 20 metrin säteellä.
Villieläinupseeri, joka seurasi radiota, merkitsi vuorileijonan
  • Radio suuntaan havainto (RDF) - tämä on yleinen tekniikka, käytetty vuodesta 1900-luvun alussa, käyttämällä erikoistunut radiovastaanottimien kanssa antenneilla (RDF vastaanottimet) määrittää tarkka laakeri radiosignaalin, sijainnin määrittämiseksi lähettimen. Maanpäällisen lähettimen sijainti voidaan määrittää yksinkertaisella kolmiomittauksella kahden maantieteellisesti erotetun RDF -aseman ottamista laakereista, kun kaksi suuntaviivaa kohtaavat, tätä kutsutaan "korjaukseksi". Asevoimat käyttävät RDF paikantaa vihollinen niiden taktinen radiolähetyksiä, vastavakoilu palvelut käyttävät sitä paikantaa salaista lähettimiä käyttävät vakoilusta aineilla , ja hallitukset käyttävät sitä etsiä lisenssiä lähettimiä tai häiriölähteitä. Vanhemmat RDF -vastaanottimet käyttivät pyöriviä silmukka -antenneja , antennia pyöritetään, kunnes radiosignaalin voimakkuus on heikoin, mikä osoittaa, että lähetin on yhdessä antennin kahdesta nollasta . Nollia käytetään, koska ne ovat terävämpiä kuin antennin kehykset (maksimi). Nykyaikaisemmat vastaanottimet käyttävät vaiheistettuja ryhmäantenneja, joilla on paljon suurempi kulmatarkkuus.
    • Eläinten muuttoliikkeen seuranta- laajalti käytetty tekniikka villieläinbiologiassa , suojelubiologiassa ja villieläinten hallinnassa , jossa pienet paristokäyttöiset radiolähettimet on kiinnitetty villieläimiin, jotta niiden liikkeitä voidaan seurata suunnatulla RDF- vastaanottimella. Joskus lähetin istutetaan eläimeen. VHF -kaistaa käytetään tyypillisesti, koska tämän kaistan antennit ovat melko kompakteja. Vastaanottimessa on suunta -antenni (tyypillisesti pieni Yagi ), jota pyöritetään, kunnes vastaanotettu signaali on vahvin; tässä vaiheessa antenni osoittaa eläimen suuntaan. Viime vuosina käytetyt kehittyneet järjestelmät käyttävät satelliitteja eläimen seurantaan tai GPS -vastaanottimien geopaikannustunnisteita , jotka tallentavat ja lähettävät lokin eläimen sijainnista.

Kaukosäädin

Pääartikkeli: Radio -ohjaus
Yhdysvaltain ilmavoimien MQ-1 Predator -lennokki lensi lentäjän etäisesti maahan

Radiokaukosäädin on lähettimestä lähetettyjen radioaaltojen lähettämien elektronisten ohjaussignaalien käyttö laitteen toimintojen ohjaamiseen etäpaikalla. Kaukosäätöjärjestelmät voivat myös sisältää telemetriakanavia toiseen suuntaan, joita käytetään lähettämään reaaliaikaiset tiedot laitteen tilasta takaisin ohjausasemalle. Miehittämättömät avaruusalukset ovat esimerkki kauko -ohjattavista koneista, joita ohjataan satelliittien maa -asemien lähettämillä komennoilla . Useimmat viihde -elektroniikkatuotteiden, kuten televisioiden tai DVD -soittimien , ohjaamiseen käytettävät kauko -ohjaimet toimivat itse asiassa infrapunavalolla eikä radioaalloilla, joten ne eivät ole esimerkkejä radiokauko -ohjaimesta. Kauko -ohjausjärjestelmien turvallisuusongelma on huijaus , jossa valtuuttamaton henkilö lähettää ohjaussignaalin jäljitelmän ottaakseen laitteen hallintaan. Esimerkkejä radiokauko -ohjaimesta:

  • Miehittämätön ilma -alus (UAV, drone) - Drone on lentokone, jossa ei ole sisäistä lentäjää ja jota lentäjä ohjaa kaukosäätimellä toisessa paikassa, yleensä maan päällä olevalla luotsausasemalla. Armeija käyttää niitä tiedusteluun ja maahyökkäyksiin, ja viime aikoina siviilimaailma uutisraportointiin ja ilmakuvaukseen . Luotsi käyttää lentokoneen ohjaimia, kuten ohjaussauvaa tai ohjauspyörää, jotka luovat ohjaussignaaleja, jotka lähetetään droneen radion avulla ohjaamaan lentopintoja ja moottoria. Telemetriajärjestelmä lähettää takaisin videokuvan dronen kamerasta, jotta ohjaaja voi nähdä minne hän on menossa, ja GPS-vastaanottimen tiedot, jotka antavat ilma-aluksen reaaliaikaisen sijainnin. Miehittämättömissä ilma -aluksissa on kehittyneet automaattiset lentäjäjärjestelmät , jotka ylläpitävät vakaata lentoa ja vaativat vain manuaalisen ohjauksen suunnan muuttamiseksi.
Kaukosäätimen avaimeton sisäänkäynti autolle
  • Avaimeton sisäänkäyntijärjestelmä- lyhyen kantaman paristokäyttöinen avainlähetin , joka sisältyy useimpiin nykyaikaisiin autoihin. Kun painiketta painetaan, lähetin lähettää koodatun radiosignaalin ajoneuvon vastaanottimelle ja käyttää lukkoja. Fobin on oltava lähellä ajoneuvoa, yleensä 5–20 metrin päässä. Pohjois -Amerikka ja Japani käyttävät taajuutta 315 MHz, kun taas Euroopassa 433,92 ja 868 MHz. Jotkut mallit voivat myös käynnistää moottorin etänä auton lämmittämiseksi. Turvallisuusongelma kaikissa avaimettomissa sisääntulojärjestelmissä on uusintahyökkäys , jossa varas käyttää erityistä vastaanotinta ("koodinpyyhintä") tallentaakseen radiosignaalin avaamisen aikana, joka voidaan myöhemmin toistaa oven avaamiseksi. Tämän estämiseksi avaimeton järjestelmä käyttää liikkuvan koodin järjestelmää, jossa kauko -ohjaimen näennäissatunnaislukugeneraattori luo eri satunnaisavaimen joka kerta, kun sitä käytetään. Jotta varkaat eivät simuloisi näennäissatunnaista generaattoria seuraavan avaimen laskemiseksi, radiosignaali on myös salattu .
    • Autotallin ovenavaaja- lyhyen kantaman käsilähetin, joka voi avata tai sulkea rakennuksen sähkökäyttöisen autotallin oven ulkopuolelta, joten omistaja voi avata oven, kun hän ajaa autossaan, ja sulkea sen lähdettyään. Kun painiketta painetaan, ohjain lähettää koodatun FSK -radiosignaalin avaajan vastaanottimelle nostaen tai laskemalla ovea. Nykyaikaiset avaajat käyttävät 310, 315 tai 390 MHz. Estääkseen varkaan käyttämällä uusintahyökkäystä , nykyaikaiset avaajat käyttävät rullaavaa koodijärjestelmää .
Quadcopter , suosittu kauko-ohjattava lelu
  • Radio-ohjatut mallit- suosittu harrastus on leikkiä radio-ohjattavilla veneillä, autoilla, lentokoneilla ja helikoptereilla ( nelikoptereilla ), joita ohjataan käsisäätimen radiosignaaleilla ohjaussauvalla . Viimeisimmät lähettimet käyttävät 2,4 GHz: n ISM -kaistaa ja useita ohjauskanavia, jotka on moduloitu PWM- , PCM- tai FSK -tekniikalla.
  • Langaton ovikello - Asuin ovikello, joka käyttää langatonta tekniikkaa poistamaan johtojen johtamisen rakennuksen seinien läpi. Se koostuu ovikellon painikkeesta oven vieressä, joka sisältää pienen paristokäyttöisen lähettimen. Kun ovikelloa painetaan, se lähettää signaalin talon sisällä olevaan vastaanottimeen kaiuttimella, joka antaa äänimerkin, joka osoittaa, että joku on ovella. Ne käyttävät yleensä 2,4 GHz: n ISM -kaistaa. Omistaja voi yleensä muuttaa käytettävää taajuuskanavaa, jos toinen lähellä oleva ovikello käyttää samaa kanavaa.

Tukos

Radiohäiriö on radiosignaalien tahallinen säteily, joka on suunniteltu häiritsemään muiden radiosignaalien vastaanottoa. Tukoslaitteita kutsutaan "signaalinvaimentimiksi" tai "häiriögeneraattoreiksi" tai vain häiriötekijöiksi.

Sota -aikana armeijat käyttävät häirintää häiritäkseen vihollisen taktista radioviestintää. Koska radioaallot voivat ylittää kansalliset rajat, jotkut sensuuria harjoittavat totalitaariset maat käyttävät häirintää estääkseen kansalaisiaan kuuntelemasta lähetyksiä muiden maiden radioasemilta. Tukos tapahtuu yleensä tehokkaalla lähettimellä, joka tuottaa kohinaa samalla taajuudella kuin kohdelähetin.

Yhdysvaltain liittovaltion laki kieltää kaikenlaisten häirintälaitteiden ei-sotilaallisen käytön tai myynnin, mukaan lukien GPS-, matkapuhelin-, Wi-Fi- ja poliisitutkat häiritsevät laitteet.

Tieteellinen tutkimus

  • Radioastronomia on tieteellinen tutkimus tähtitieteellisten esineiden lähettämistä radioaalloista. Radioastronomit käyttävät radioteleskooppeja , suuria radioantenneja ja -vastaanottimia vastaanottamaan ja tutkimaan radioaaltoja tähtitieteellisistä radiolähteistä . Koska tähtitieteelliset radiolähteet ovat niin kaukana, niistä tulevat radioaallot ovat erittäin heikkoja ja vaativat erittäin herkkiä vastaanottimia, ja radioteleskoopit ovat kaikkein herkimpiä radiovastaanottimia. He käyttävät suuria parabolisia (lautasantenneja) , joiden halkaisija on enintään 500 metriä (2000 jalkaa) kerätäkseen tarpeeksi radioaaltoenergiaa tutkimiseen. RF-etupää elektroniikka vastaanottimen on usein jäähdytetään nestemäisellä typellä vähentää lämpökohinan . Useita antenneja yhdistetään usein yhteen matriiseina, jotka toimivat yhtenä antennina keräystehon lisäämiseksi. In Very Long Baseline interferometrian (VLBI) radioteleskoopit eri mantereilla ovat yhdistyneet, jonka avulla voidaan saavuttaa resoluutio antennin tuhansien kilometrien halkaisijaltaan.
  • Etätunnistus - radiossa etätunnistus on luonnonkohteiden tai ilmakehän säteilevien sähkömagneettisten aaltojen vastaanotto tieteellistä tutkimusta varten. Kaikki lämpimät esineet lähettävät mikroaaltoja ja säteilyn spektriä voidaan käyttää lämpötilan määrittämiseen. Mikroaaltoradiometrejä käytetään meteorologiassa ja maantieteissä määrittämään ilmakehän ja maanpinnan lämpötila sekä ilmakehän kemialliset reaktiot.

Etymologia

Sana "radio" on johdettu latinalaisesta sanasta "säde", joka tarkoittaa "puhui pyörästä, valonsäteestä, säteestä". Sitä käytettiin ensimmäisen kerran tietoliikenneyhteyksien 1881 ollessaan ehdotuksesta ranskalainen tiedemies Ernest Mercadier , Alexander Graham Bell antoi "radiopuhelin" (tarkoittaa "kuuluvan melun") kuin vaihtoehtoinen nimi hänen valopuhelin optisen siirtoverkon. Tätä keksintöä ei kuitenkaan oteta laajasti käyttöön.

Sen jälkeen, kun Heinrich Hertz havaitsi radioaaltojen olemassaolon vuonna 1886, tälle säteilylle käytettiin alun perin erilaisia ​​termejä, mukaan lukien "Hertzian aallot", "sähköaallot" ja "eeteriaallot". Ensimmäiset käytännön radioviestintäjärjestelmät, jotka Guglielmo Marconi kehitti vuosina 1894–55, lähettivät lennätinsignaaleja radioaalloilla, joten radioviestintää kutsuttiin ensin " langattomaksi telegraafiksi ". Vuoteen 1910 asti termi "langaton telegrafia" sisälsi myös useita muita kokeellisia järjestelmiä lennätinsignaalien lähettämiseksi ilman johtoja, mukaan lukien sähköstaattinen induktio , sähkömagneettinen induktio sekä vesi- ja maadoitusjohtaminen , joten oli tarpeen käyttää tarkempaa termiä, joka viittaa yksinomaan elektromagneettinen säteily.

Ensimmäistä käyttöä radio- yhdessä sähkömagneettisen säteilyn näyttää olleen Ranskan fyysikko Edouard Branly , joka vuonna 1890 kehitti coherer ilmaisin, jota hän kutsui Ranskan radio-konduktöörin . Radioetuliitettä käytettiin myöhemmin kuvaavien yhdisteiden ja tavuviivojen muodostamiseen, erityisesti Euroopassa. Esimerkiksi vuoden 1898 alussa brittiläinen The Practical Engineer -julkaisu sisälsi viittauksen "radiotelegraphiin" ja "radiotelegrafiaan". Sekä vuosien 1903 että 1906 Berliinin radiotaajuuskonvenssien ranskalainen teksti sisältää lauseita "radiotélégraphique" ja "radiotélégrammes".

"Radion" käyttö itsenäisenä sanana juontaa juurensa ainakin 30. joulukuuta 1904, jolloin Britannian postitoimiston antamissa ohjeissa sähkeiden lähettämiseksi määrättiin, että "sana" radio "... lähetetään palveluohjeissa". Tämä käytäntö hyväksyttiin yleisesti ja sana "radio" otettiin kansainvälisesti käyttöön vuoden 1906 Berliinin radiotelegrafisessa yleissopimuksessa, joka sisälsi palvelusäännön, jossa määrättiin, että "Radiotelegrammeissa on oltava johdanto -osassa, että palvelu on" radio "".

"Radio" siirtyi "langattoman" tilalle hitaasti ja epätasaisesti englanninkielisessä maailmassa. Lee de Forest auttoi popularisoimaan uutta sanaa Yhdysvalloissa - vuoden 1907 alussa hän perusti DeForest Radio Telephone Companyn, ja kirje 22. kesäkuuta 1907 Electrical Worldissa lakisääteisten rajoitusten tarpeellisuudesta varoitti, että "Radiokaaos tulee varmasti olemaan tulos, kunnes tällainen tiukka sääntely pannaan täytäntöön. " Myös Yhdysvaltain laivastolla olisi rooli. Vaikka sen vuoden 1906 Berliinin yleissopimuksen käännöksessä käytettiin termejä "langaton lennätin" ja "langaton sähke", vuonna 1912 se alkoi edistää "radion" käyttöä sen sijaan. Suuren yleisön suosio tuli termiin 1920 -luvulla, kun yleisradiotoiminta otettiin käyttöön. (sana lähetys sai alkunsa maatermillä, joka tarkoittaa karkeasti "siementen levittämistä laajasti".) Brittiläisen kansainyhteisön maat käyttivät edelleen yleisesti termiä "langaton" 1900-luvun puoliväliin saakka, vaikka British Broadcasting Corporationin aikakauslehti Isossa-Britanniassa on ollut nimeltään Radio Times sen perustamisesta lähtien 1920 -luvun alussa.

Viime vuosina "langaton" on saanut uutta suosiota yleisemmäksi termiksi laitteille, jotka kommunikoivat sähkömagneettisen säteilyn, joko radioaaltojen tai valon, kanssa lyhyen kantaman tietokoneverkkojen, esim. Langattomien lähiverkkojen Wi-Fi , nopean kasvun vuoksi . ja Bluetooth sekä matkapuhelimet, jotta nämä käyttötavat voidaan erottaa perinteisestä "radioviestinnästä", kuten yleisradiotoiminnasta.

Historia

Katso historia radio , Invention radio , aikajana radio , historia yleisradio

Katso myös

Viitteet

Ulkoiset linkit