Radio (electrónica)

La radio es una tecnología electrónica que utiliza radiación electromagnética , cuya frecuencia (el promedio de fotones durante un período de tiempo) está por debajo de la luz visible . Esta tecnología se utiliza principalmente para las telecomunicaciones o para otros fines, como la localización de objetos, a través del radar , o el estudio de fenómenos celestes, a través de la radioastronomía .

Terminología

La radiación electromagnética utilizada para la transmisión de radio se denomina comúnmente ondas de radio y cubre el rango de frecuencia de 3 KHz a 300 GHz.

El dispositivo electrónico que le permite transmitir y/o recibir ondas de radio se llama radio. En particular, si sólo es capaz de transmitir, se denomina " transmisor de radio " o "radiotransmisor"; si sólo es capaz de recibirlo, se denomina " receptor de radio ", o "receptor de radio"; si es capaz tanto de recibir como de transmitir, se denomina " transceptor " o "transceptor".

Historia

El matemático y físico escocés James Clerk Maxwell fue el primero en describir, en 1873 , la teoría del fenómeno de las ondas electromagnéticas en su Tratado sobre electricidad y magnetismo , mientras que el físico alemán Heinrich Rudolf Hertz puso en práctica la teoría y generó ondas electromagnéticas utilizando circuitos eléctricos simples en los que se creaban descargas de alta frecuencia, a través de la bobina de Ruhmkorff . Por medio de circuitos resonantes pudo detectar tales ondas. Hertz creó así el primer oscilador capaz de generar ondas electromagnéticas detectables a distancias cortas. Este rudimentario sistema se perfeccionó con el tiempo, pasando de simples circuitos eléctricos a sistemas más coherentes , mucho más sensibles que los anteriores.

Etapas

* En 1887 , David E. Hughes transmitió señales de radio utilizando un transmisor de chispa , controlado por un reloj, alcanzando una distancia de unos 500 metros.

En 1885 , Temistocle Calzecchi Onesti publicó los resultados de sus experimentos en los que había descubierto fuertes variaciones de resistencia eléctrica en polvos metálicos junto con descargas eléctricas a distancia, inventando la coherencia , que luego será utilizada por otros experimentadores como detector de electromagnética. ondas. [1]
En 1888 , Heinrich Rudolf Hertz , utilizando un transmisor de chispa y un detector de bucle abierto, demostró la existencia de ondas electromagnéticas.
En 1891 , Nikola Tesla , que ya había estudiado la transmisión de ondas electromagnéticas para aplicaciones energéticas durante algunos años, inició una investigación sobre la transmisión inalámbrica para aplicaciones de comunicación para las que teorizó la posibilidad de comunicar audio e imágenes además de transmitir energía. Desarrolló medios para la producción de radiofrecuencias, incluidos tubos de vacío adecuados, demostrando públicamente los principios de la radio mediante la transmisión de señales a distancia para el control por radio de pequeños motores eléctricos.
En 1893 Augusto Righi , basándose en los experimentos de Hertz, realiza el oscilador de tres chispas , obteniendo las primeras ondas centimétricas; estudia sus características de propagación y demuestra su comportamiento óptico, hipotetizando la naturaleza electromagnética de la luz; mediante espejos parabólicos, transmite señales a una distancia de 25 m, la longitud máxima de los pasillos del instituto de física en el que realiza los experimentos. [2]
Entre 1893 y 1894 , Roberto Landell de Moura , un sacerdote y científico brasileño, realizó experimentos sobre transmisión de radio, pero no publicó sus hallazgos hasta 1900 . Su investigación anterior fue reconocida posteriormente en Brasil, pero no en el resto del mundo por falta de documentación confiable.
En 1894 , en Calcuta , Jagadish Chandra Bose , un mercurio coherente de su propia invención, detonó una carga explosiva a distancia a través de una señal de radio.
En 1894 , Aleksandr Stepanovič Popov construyó su primer receptor de radio, que contenía un coherente, inventado por Temistocle Calzecchi Onesti . Popov mostró su coherencia a la Sociedad Rusa de Física y Química el 7 de mayo de 1895 , tras ser modificado en un analizador de señales intermitentes.
En 1895 , Guglielmo Marconi , basándose en los estudios de Hertz y Righi, inició sus propios experimentos sobre la transmisión remota de señales. [3] Un año después estaba listo para llevar a cabo el experimento de Pontecchio , durante el cual transmitió una señal Morse a más de dos kilómetros de distancia.
En el mismo año, Tesla transmitió señales entre dos bobinas ubicadas a más de 50 km de su laboratorio de Nueva York en West Point . [4] . También en Nueva York Tesla realiza con éxito transmisiones de voz, encargadas por John Pierpont Morgan , a larga distancia de su torre en construcción en Wardenclyffe pero solo después de más de 40 años será reconocido por el invento.
El 2 de julio de 1897 , en Londres , Guglielmo Marconi patentó la radio.
En diciembre de 1901 , Guglielmo Marconi realizó la primera comunicación por radio transatlántica sobre una distancia de 3.200 km desde Poldhu , Reino Unido , hasta St. Johns , Terranova . Marconi fue reconocido en su momento, en todo el mundo, por este revolucionario método de transmisión. Poco después se le concedió tanto la patente como el Premio Nobel de Física, junto a Karl Ferdinand Braun .
A principios del siglo XX, Reginald Fessenden y Lee De Forest inventaron la radio de modulación de amplitud (AM) que permitía la transmisión de una señal de audio a través de ondas de radio.
En 1910 se realizaron los primeros intentos de transmitir la voz humana, y unos años más tarde las primeras transmisiones transoceánicas . Las primeras se llevaron a cabo utilizando el código Morse , un sencillo sistema de comunicación basado en puntos y líneas, el mismo que se utiliza en las líneas telegráficas.
Marconi estudió la propagación de las ondas cortas y descubrió que las transmisiones de radio en estas frecuencias podían recibirse a distancias muy grandes.
Mucho antes, en 1911 , la High Court británica en la persona del juez Parker se pronunció sobre un procedimiento judicial [5] que cuestionaba la exclusividad de las patentes de Marconi, por lo que entre 1911 y 1943 se pronunciaron otras tantas sentencias que atribuían tal exclusividad a uno de ellos. u otra de las partes.
El 15 de abril de 1912 , el Titanic se hunde en el Océano Atlántico , lanzando una señal de socorro en Morse: SOS . Marconi, en ese momento se creía que era el creador de las transmisiones de radio, estaba en Nueva York y se enteró del desastre, llegó al barco que rescató a los sobrevivientes, para encontrarse con el operador de radio. Para la innovación de la radio fue uno de los primeros grandes éxitos: ayudó a salvar a cientos de personas.
El 30 de mayo de 1924 Marconi realizó la primera transmisión de la voz humana entre Poldhu , en Inglaterra , y Sydney , en Australia .
El 6 de octubre de 1924 a las 21 horas, Ines Viviani Donarelli anuncia la emisión de la primera emisión de radio en Italia para la Radio Unión Italiana .
En 1935 Edwin H. Armstrong inventa la radio de modulación de frecuencia (FM), de esta manera una señal de audio queda libre de interferencias generadas ya sea por la propia radio o por otros dispositivos eléctricos, y por la electricidad presente en la atmósfera.
En septiembre de 1943 , pocos meses después de la muerte de Tesla, la Corte Suprema de los Estados Unidos de América dictaminó que algunas de las creaciones de Marconi no eran originales, por lo que hubo que reconocer algunas patentes no a Marconi sino a Nikola Tesla . Se levantaron varias críticas sobre el caso de la Corte Suprema de los EE. UU. contra Marconi, también debido a que en ese momento la empresa Marconi estaba en acciones legales contra el ejército de los EE. UU.; el fallo de la Corte Suprema dejó sin efecto las demandas de la empresa de Marconi sobre supuestas violaciones intelectuales por parte del ejército. Sin embargo, la defensa estadounidense pagó en su momento la suma de aproximadamente 43.000 dólares, más intereses, a la empresa de Marconi por una aplicación de la transmisión de radio Oliver Lodge que dicha empresa le había comprado a esta última. [6]
El 6 de junio de 1944 se emitió en Radio Londres la orden del desembarco hacia Normandía por parte de los aliados británicos . En realidad, se suponía que el desembarco tendría lugar el 3 de junio de 1944, pero una fuerte tormenta hizo imposible que las tropas viajaran por mar.

Operación

Para recorrer la distancia entre la radio transmisora y la radio receptora, es necesario utilizar una antena : un dispositivo transductor capaz de transformar una cantidad eléctrica en señales electromagnéticas. La longitud y la forma de las antenas transmisora y receptora son proporcionales a la longitud de onda de la frecuencia utilizada. En las comunicaciones profesionales o de aficionados, las antenas son particularmente precisas, mientras que en las comunicaciones de radiodifusión , la antena debe transmitir generalmente a grandes potenciales ; de esta forma los receptores de radio pueden utilizar incluso antenas pequeñas. Para transmitir información de un transmisor a un receptor, es necesario definir una frecuencia y una modulación . Por ejemplo, para recibir emisoras de radio privadas es necesario utilizar un aparato sencillo capaz de sintonizar entre 87,5 y 108 MHz en modulación de frecuencia (FM). Estas frecuencias corresponden a una longitud de onda de unos 3 o 4 metros .

Ondas de radio

Las ondas de radio son una forma de radiación electromagnética , creada gracias a un elemento cargado [7] acelerado a una frecuencia vinculada a la sección de radiofrecuencia (RF) del espectro electromagnético . En radio, esta aceleración es provocada por una corriente alterna en una antena . Las frecuencias de radio van desde unas pocas decenas de hercios hasta unos pocos cientos de gigahercios .

Espectro electromagnético de radio
DUENDE	SLF	ULF / VF	FLV	LF / OL	megavatios	HF / SO	ondas métricas	frecuencia ultraelevada	SHF / MW	EHF

Otros tipos de radiación electromagnética, con frecuencias por encima del espacio en radiofrecuencia, son la infrarroja , la luz visible , la ultravioleta , los rayos X y los rayos gamma .

Cuando la energía de un solo fotón asociado con la radiación electromagnética de una frecuencia dada es demasiado baja para quitar un electrón de un átomo , las ondas que tienen esa frecuencia se clasifican como radiación no ionizante ; las ondas de radio son siempre no ionizantes.

Las ondas electromagnéticas se propagan en el aire y en el vacío del espacio y no requieren un medio de transporte [8] . Cuando las ondas de radio se encuentran con un conductor eléctrico , la antena, la oscilación eléctrica o el campo magnético [9] inducen una corriente alterna en el conductor. Esto se puede transformar en audio u otras señales que transportan información.

La palabra radio se usa para describir este fenómeno y las transmisiones de televisión , radio, radar y teléfonos celulares se clasifican como emisiones de radiofrecuencia.

Aplicaciones

radiotelegrafía

Varios científicos e inventores han demostrado la utilidad de la telegrafía inalámbrica, la radiotelegrafía o la radio, desde la década de 1890 . Heinrich Rudolf Hertz logró generar ondas electromagnéticas a muy corta distancia durante sus experimentos que inspiraron a Guglielmo Marconi . Marconi, sin embargo, fue el primero en cubrir distancias útiles para las telecomunicaciones utilizando un dispositivo inventado por Temistocle Calzecchi-Onesti en 1884 . Famoso es el experimento realizado en la primavera de 1895 en Pontecchio (BO) en el que Marconi alcanzó una distancia de unos 2 km: fue la primera señal de radio de la historia. Es la comunicación entre dos o más personas en código Morse por medio de ondas de radio. Hoy en día está en desuso, aunque todavía es muy utilizado por los radioaficionados , por las largas distancias que se pueden recorrer con poca potencia. La radiotelegrafía fue la primera aplicación de la radio: es la primera vez que se utilizan ondas electromagnéticas para transportar información .

radiofonía

Inventado por Reginald Fessenden en 1900 . Es la transmisión y recepción de contenidos sonoros por medio de ondas de radio. En las primeras décadas se destacó en radiotelefonía y radioaudiencia circular. La radiotelefonía ha sustituido a la radiotelegrafía en la comunicación entre dos o más personas por medio de ondas de radio, la radioaudiencia circular fue en cambio el primer sistema de difusión del medio de comunicación de masas que llamamos radio . Hoy en día, el término "audiencia circular" está completamente fuera de uso. Hoy en día existen estaciones de radio que transmiten ondas de radio por medio de una antena enorme.

radiotelefonía

Es un tipo de radio. Es la comunicación sonora (típicamente vocal ) entre dos o más personas por medio de ondas de radio.

Radarística

Es la localización de objetos fijos o en movimiento por medio de ondas de radio.

televisión terrestre

Inventado por John Logie Baird en 1925 . Es la difusión a las masas de contenidos visuales y sonoros por medio de ondas de radio emitidas por transmisores colocados en la superficie terrestre.

Televisión via satélite

Es la difusión a las masas de contenidos visuales y sonoros por medio de ondas de radio emitidas por transmisores colocados en satélites geoestacionarios de telecomunicaciones .

Astronomía radial

Es el estudio de los fenómenos celestes a través del análisis de las ondas de radio que emiten de forma natural.

Teléfono móvil

Es el acceso a la red telefónica general por medio de ondas de radio y dispositivos móviles que pueden ser utilizados en grandes áreas geográficas.

telefonía celular

Es un tipo de teléfono móvil. Es el acceso a la red telefónica general por medio de ondas de radio emitidas y recibidas por transmisores colocados en la superficie terrestre y dispositivos móviles que pueden ser utilizados en grandes áreas geográficas.

telefonía satelital

Es un tipo de teléfono móvil. Es el acceso a la red telefónica general por medio de ondas de radio emitidas y recibidas por transmisores colocados en satélites de telecomunicaciones y dispositivos móviles que pueden ser utilizados en grandes áreas geográficas.

Notas

^ Comité Guglielmo Marconi: Temistocle Calzecchi Onesti , en web.archive.org , 9 de julio de 2008. Consultado el 3 de enero de 2022 (archivado desde el original el 9 de julio de 2008) .
^ Augusto Righi , sobre AIF-Asociación para la Enseñanza de la Física . Consultado el 2 de enero de 2022 .
^ MARCONI, Guglielmo en "Diccionario biográfico" , en treccani.it . Consultado el 18 de abril de 2020 (Archivado desde el original el 3 de enero de 2020) .
^ La historia de la comunicación - Michael Woods, Mary B. Woods - Google Books
^ La disputa fue entre Marconi y Stone y se remonta a 1911 antes del fallo de la Corte Suprema de EE. UU. El caso se discute extensamente en el fallo y se refiere a dos componentes diferentes utilizados por ambos contendientes para ajustar la sintonía en los cuatro circuitos básicos de la radio. Stone logró el mismo resultado al insertar una capacidad variable, por lo que la Corte de los EE. UU. en 1943 declaró que ambas patentes eran válidas y, por lo tanto, el caso debía ser revisado.
^ [1] Archivado el 30 de octubre de 2006 en Internet Archive . las primeras cinco líneas de la oración
^ En la transmisión de radio clásica es un electrón .
^ A diferencia de lo que sucede con las ondas acústicas.
^ Depende de la forma del conductor.