Radijas
Straipsnis iš Vikipedijos, laisvosios enciklopedijos.
Radijas yra technologija, kuri leidžia perduoti signalus elektromagnetinių bangų moduliavimu. Radiju taip pat vadinamas prietaisas radijo bangoms priimti.
Turinys |
[taisyti] Radijo bangos
Radijo bangos keliauja (sklinda) oru bei vakuumu visiškai vienodai nereikalaudamos papildomos energijos.
Radijo banga atsiranda bet kada, kai pasikrauna kažkokia dalelytė, ji įgija pagreitį nuo radijo dažnio elektromagnetinio bangu spektro porcijų. Už radijo bangas trumpesnės elektromagnetinės bangos – gama spinduliai, rentgeno spinduliai, infraraudonieji spinduliai ir ultravioletiniai spinduliai ir regimoji šviesa matoma žmonių.
Kai radijo banga pasiekia vielą, ji sukelia judančią elektros srovę (įtampą), kuri, jei reikia, gali būti elektronikos sustiprinta. Paprasčiausiu atveju siųstuvas periodiškai nutraukia bangų spinduliavimą, tokiu būdu perduodamas trumpus bei ilgus impulsus (Morzės abėcėlė). Perduodant garsą, radijo bangos stiprumas (amplitudinė moduliacija) arba jos dažnis (dažnumunė moduliacija) sutartose ribose keičiasi žemesnio (garsinio) signalo dažnio taktu.
Nors žodis „radijas“ dažniausiai yra vartojamas apibūdinant šitą reiškinį, kiti informacijos perdavimo būdai, tokie kaip televizija, radiolokacija ir telefonas, taip pat naudoja radijo veikimo principus.
[taisyti] Radijo bangų perdavimas dideliu atstumu
Kaip ir regimoji šviesa, radijo bangos gali tapti imtuvui „nematomos“ jei siųstuvo antena „pasislepia už horizonto“ (sakoma – palieka tiesioginio matomumo zoną). Ilgos (žemesnio dažnio) bangos turi savybę šiek tiek „užlinkti“, todėl jomis galima signalą perduoti ir kiek didesniu atstumu. Trumposios bangos turi savybė atsispindėti žemyn nuo viršutinių atmosferos sluoksnių (jonosferos), todėl jomis palankiomis sąlygomis galima susisiekti praktiškai bet kuriuo atstumu. Tačiau ryšio kokybė ir galimybė labai priklauso nuo atmosferos būklės. Stabilaus ryšio spinduliui padidinti siųstuvo ir imtuvo antenas naudinga iškelti kuo aukščiau (bokšto viršūnė gali būti matoma virš horizonto ir kai jo papėdės jau nematyti). Itin trumpos (pavyzdžiui, mobiliųjų telefonų) radijo bangos gali būti priimamos tik tiesioginio matomumo zonoje, todėl nestabiliai dirbant telefonui paprastai naudinga mėginti pakilti į aukštesnę vietą.
[taisyti] Atradimas
Teorinis pagrindas elektromagnetinių bangų propagavimui pirmą kartą buvo padėtas 1873 raštu Džeimso Klarko Maksvelo Karališkajai draugijai Elektromagnetinių bangų dinaminė teorija, kuris sekė po jo darbo tarp 1861 ir 1865.
Hainrichas Rudolfas Hercas tarp 1886 ir 1888 pirmasis patvirtino Maksvelo teoriją eksperimentais, parodydamas, kad radijo spinduliuotė yra bangos (dabar vadinamos Herco bangomis), ir atrasdamas, kad elektromagnetinės bangos gali būti pakeistos į nepilną diferencialinę lygtį, vadinamą bangų lygtį.
[taisyti] Išradimas ir istorija
Tvirtinama, kad Natanas Stablfyldas išrado radiją prieš Teslą ar Markonį, bet jo prietaisas atrodo veikė naudodamas indukcijos transliaciją labiau nei radijo transliaciją.
1893 m. Sent Luise, Misūryje, Nikolas Tesla pademonstravo pirmąją radijo transliaciją. Sakydamas kalbą Filadelfijos Franklino Institute ir Nacionalinėje Elektros Šviesos Asocijacijoje jis apibūdino ir detaliai pademonstravo radijo ryšio veikimo principus. Aparate, kurį jis naudojo, buvo visi elementai, kurie buvo panaudoti radijo sistemose prieš pradedant naudoti vakuuminį vamzdelį.
1894 m. Britanijos fizikas, seras Oliveris Lodžas pademonstravo ryšių, naudojant radijo bangas, susekimo įrenginį pavadintą bangų imtuvu naudojimo galimybę, vamzdžiu užpyldytu geležies drožlėmis, kuris buvo išrastas Temistoklio Kalzechio-Onesčio Fermo mieste Italijoje 1884. Eduardas Branlis iš Prancūzijos ir Aleksandras Popovas iš Rusijos vėliau išleido pagerintas bangų imtuvo versijas. A.Popovas, kuris sukūrė praktinę komunikacijos sistemą paremtą bangų imtuvu, yra dažnai savo tėvynainių laikomas radijo išradėju.
1896 m. Giljelmui Markoniui buvo suteiktas D. Britanijos patentas nr. 12039, Elektrinių impulsų ir signalų perdavimo aparatuose patobulinimas; kartais laikoma, jog tai yra pirmasis patentas radijo imtuvui. 1897 m. Nikola TEsla Jungtinėse Valstijose sukūrė ir užpatentavo, kai kuriuos tonacijos patobulinimus. JAV Patentų Biuras priešingai jų sprendimui 1904 m., Giljelmui Markoniui suteikė radijo išradimo patentą, greičiausiai įtakotas Markonio finansinių rėmėjų JAV, tarp kurių buvo Tomas Edisonas ir Endriu Kernagis. 1909 Markonis su Karlu Ferdinandu Braunu, buvo apdovanoti Nobelio Premija už Fiziką už „įnašą tobulinant radijo telegrafiją“. Kaip ten bebūtų, Teslos patentas (nr. 645576) buvo 1943 m. JAV Aukščiausiojo Teismo buvo pripažintas pirmesniu už Markonio, tačiau tai atsitiko jau po Teslos mirties. Kai kurie autoriai mano, kad tai buvo padaryta dėl finansinių priežasčių, kad leistų JAV Vyriausybei išvengti nuostolių apmokėjimo, kurių reikalavo Markonio kompanijos už jų patentų naudojimą per Pirmą Pasaulinį Karą.
Markonis atidarė pirmą pasaulio „radijo“ gamyklą Hol Stryte, Čelmsfordas, Anglija 1898, pasamdydamas apie 50 žmonių. Apie 1900 m., Tesla sukūrė Vardenklaifo Bokšto infrastruktūrą ir reklamos tarnybas. 1903 m. bokšto konstrukcija buvo beveik baigta. Skirtingos teorijos egzistuoja apie tai kaip Tesla ketino pasiekti jo radijo sistemos tikslus (kaip kalbama, 200 kW sistemą).
Sekantis puikus išradimas buvo vakuuminio vamzdelio ieškiklis, išrastas Vestinghauso inžinierių.
Per 1906 m. Kūčias Redžinaldas Fesendenas, naudodamas savo heterodinos principu, transliavo pirmąją radijo transliaciją istorijoje iš Brant Roko (Masačiūsetsas). Laivai jūroje girdėjo transliaciją, kuri apėmė Fesendeno grojamą dainą O Holy Night su smuiku ir skaitė ištrauką iš Biblijos. Pirmoji pasaulio radijo naujienų transliacija buvo pradėta 1920 m. rūgpjūčio 31d. radijo stoties 8MK Detroite, Mičigane. Pirmosios reguliarios pasaulio transliacijos prasidėjo 1922 m. iš Markonio Išradimų Centro Vritlyje netoli Čelmsfordo, Anglijoje.
Ankstyvieji radijai transliacijos energiją leido per anglinį mikrofoną. Kol kai kurie ankstyvieji radijai naudojo kai kurias sustiprinimo rūšis su elektrine srove arba elementu, kol XX a. trečiojo dešimtmečio viduryje dauguma gaviklių rūšių buvo su detektoriniais imtuvais. Trečiąjame dešimtmetyje, sustiprintas vakuuminis vamzdis pakeitė tiek radijo imtuvą, tiek radijo siųstuvą.
Raida XX amžiuje:
- Oro pajėgos naudojo komercines AM bangų radijo stotis navigacijai. Tai tęsėsi iki septintojo dešimtmečio pradžios, kai VHF Bekryptė Diapazono avigacijos sistema galiausiai tapo plačiai paplitusi (nors AM bangų stotys vis dar pažymėtos Jungtinių Valstijų aviacijos diagramose).
- XX a. ketvirtojo dešimtmečio pradžioje radijo mėgėjai išrado vienos šalinės juostos ir dažnių moduliaciją. Dešimtmečio pabaigoje jie tapo pripažintu komercinių radijų veikimo metodu.
- 1960 m. Sony įdiegė pirmą tranzistorinį radiją, pakankamai mažą kad tilptų į švarko kišenę ir galintį būti aprūpintam paprastu elementu. Jis buvo saugus, nes jame nebuvo degių detalių.
- Vėlyvajame septajame dešimtmetyje, JAV tarptautinis telefonų tinklas pradėjo versti radijo bangas į skaitmeninius signalus.
- Aštuntajame dešimtmetyje LORAN tapo pagrindine radijo navigacine sistem. Netrukus, JAV Jūrų Pajėgos eksperimentavo su palydovų navigacija, pasiekdami Visuotinės Išsidėstymo Sistemos (GPS) išradimą bei paleidimą 1987 metais.
- Dešimto dešimtmečio pradžioje radijo mėgėjai eksperimentuotojai pradėjo naudoti kompiuterius su garso plokštėmis radijo signalų apdorojimui. 1994, JAV Armija ir JAV Gynybos departamento pažangių tyrimų projektų agentūra (DARPA) pradėjo projektą, kurio metu buvo sėkmingai pagamintas skaitmeninis radijas.
- Skaitmeninės transliacijos pradėtos pačioje dešimto dešimtmečio pabaigoje.
