Raadio: kuidas toimib, saatjad, vastuvõtjad ja ringhääling
Avasta, kuidas raadio toimib: saatjad, vastuvõtjad, transiiverid ja ringhääling — tehnika, FM/AM ja raadioside igapäevaelus selgitatuna.
Raadio on viis, kuidas saata elektromagnetilisi signaale üle pika vahemaa, et edastada teavet ühest kohast teise. Seadet, mis saadab raadiosignaale, nimetatakse saatjaks, samas kui seadet, mis "võtab" signaale vastu, nimetatakse vastuvõtjaks. Masin, mis teeb mõlemat tööd, on "transiiver". Kui raadiosignaalid saadetakse korraga paljudele vastuvõtjatele, nimetatakse seda ringhäälinguks.
Kuidas raadio toimib
Raadio töötab, muutes (moduleerides) saatja teavet elektromagnetilisteks laineteks, mis kõiguvad kindlal sagedusel. Need lained levivad läbi õhu ja võivad neelduda või peegelduda erinevate pindade poolt. Vastuvõtja kasutab antenni, et saada need lained ja teisendada need uuesti heliks, pildiks või andmeteks. Vastuvõtja "häälestab" end konkreetsele sagedusele, et eristada soovitud signaali teistest samal ajal levivatest signaalidest.
Saatjad, vastuvõtjad ja antennid
Saatja genereerib kandelaine ja lisab sellele signaali (näiteks muusika või andmed). Vastuvõtja filtreerib ja võimendab saabunud signaali ning seejärel demoduleerib selle, et saada tagasi algne teave. Antennid on nii saatjate kui vastuvõtjate oluline osa: nende kuju ja suurus mõjutavad, milliseid sagedusi ja kui hästi nad edastavad või vastu võtavad.
Modulatsioon: AM ja FM
Heli saab edastada raadio teel mitmel viisil. Kõige tuntumad analoogmeetodid on sagedusmodulatsiooni (FM) ja amplituudmodulatsiooni (AM). AM-is muudetakse kandelaine amplituudi vastavalt edastatavale signaalile; FM-is muudetakse kandelaine sagedust. FM pakub tavaliselt paremat helikvaliteeti ja vähem häireid, AM levib aga kaugemale öistel tingimustel ja on lihtsam masinate ehitamisel.
Ringhääling ja leviraadiod
Ringhääling tähendab ühe saatja poolt mitmele kuulajale korraga edastamist, nagu raadio- ja telesaadete puhul. Traditsionaalsed ringhäälingujaamad kasutavad kas AM- või FM-sagedusi. Tänapäeval on lisaks analoogringhäälingule levinud ka digitaalsed standardid (näiteks DAB), mis võimaldavad paremat huku vastupidavust, rohkem kanaleid ja lisateavet saatete kohta.
Kasutusalad ja näited
- Meedia: raadiojaamad ja televisioon kasutab pildi ja heli edastamiseks raadiosignaale.
- Side: mobiiltelefonid, käeraadiod ja amatöörraadio.
- Kaugjuhtimine: garaažiuksed, autode võtmed ja muud seadmed, mis avanevad või lülituvad sisse raadiokäskluse peale. (Vt: Raadiojuhtimine.)
- Andmeside: Wi‑Fi, Bluetooth ja satelliitside kasutavad samuti raadiosagedusi andmete edastamiseks.
- Tööstus ja meditsiin: raadiosagedused võimaldavad juhtida masinaid, jälgida seadmeid ja väljastada signaale diagnostikaseadmetele.
Transiiverid
Transiiver on seade, mis suudab nii saata kui vastu võtta. Neid kasutatakse näiteks mobiilsetes raadiosüsteemides, millega saab korraga helistada ja kuulata, või amatöörraadiotes, kus operaator vahetab kiiresti saatmise ja vastuvõtu režiimi.
Regulatsioon ja turvalisus
Raadiosagedusmaailm on piiratud ressurss: sagedusi haldavad riiklikud reguleerijad ning osa sagedusalasid nõuab litsentsi. Sageduste planeerimine ja reguleerimine aitab vältida segamist eri teenuste vahel. Samuti tuleb arvestada turvalisust ja privaatsust — mõned raadioside kujutab endast tundlikku infot ning seepärast kasutatakse krüptimist ja muid turvameetmeid.
Tulevik
Edusammud digitaalses modulatsioonis, täpsemates antennitehnoloogiates ja sageduste halduses suurendavad raadioside võimekust. Tulevikus nähakse veel laiemat digitaalse raadio, IoT-ühenduse ja satelliitpõhiste teenuste kasutuselevõttu, mis muudavad raadioside veelgi igapäevasemaks ja paindlikumaks.
Kokkuvõte: Raadio võimaldab kaugjuhtimist ja andmeedastust läbi elektromagnetiliste lainete. Saatjad ja vastuvõtjad koos antennidega teisendavad informatsiooni laineks ja tagasi ning modulatsioonimeetodid nagu AM ja FM määravad, kuidas heli või andmed kantakse kandelainele. Ringhääling toob sisu paljudele kuulajatele korraga ja tänapäevased digilahendused suurendavad selle kasutusvõimalusi.
Raadiotorn.
Raadio ajalugu
Paljud inimesed töötasid selle nimel, et raadio oleks võimalik. Pärast seda, kui James Clerk Maxwell oli neid ennustanud, näitas Heinrich Rudolf Hertz Saksamaal esimesena, et raadiolained on olemas. Guglielmo Marconi Itaalias tegi raadiost praktilise telegraafiavahendi, mida kasutasid peamiselt laevad merel. Mõnikord öeldakse, et ta leiutas raadio. Hilisemad leiutajad õppisid edastama hääli, mis viis uudiste, muusika ja meelelahutuse edastamiseni.
Raadio kasutamine
Raadio loodi esmalt selleks, et saata telegraafisõnumeid kahe inimese vahel ilma juhtmeteta, kuid peagi tõi kahesuunaline raadio kaasa kõneside, sealhulgas walkie-talkie ja lõpuks ka mobiiltelefonid.
Nüüd on oluline kasutusala muusika, uudiste ja meelelahutajate, sealhulgas "juturaadio" edastamine. Raadiosaateid kasutati enne telesaateid. 1930. aastatel hakkas USA president iga nädal saatma Ameerika rahvale sõnumit riigi kohta. Ettevõtteid, mis valmistavad ja saadavad raadioprogramme, nimetatakse raadiojaamadeks. Neid juhivad mõnikord valitsused ja mõnikord eraettevõtted, kes teenivad raha reklaami saatmisega. Teisi raadiojaamu toetavad kohalikud kogukonnad. Neid nimetatakse kogukondlikeks raadiojaamadeks. Alguses maksid tootmisettevõtted täielike lugude edastamise eest raadios. Need olid sageli näidendid või draamad. Kuna seepi tootvad ettevõtted maksid sageli nende eest, nimetati neid "seebiooperiteks".
Raadiolaineid kasutatakse endiselt inimeste vaheliste sõnumite saatmiseks. Raadioga rääkimine on midagi muud kui "vestlusraadio". Kodanikeraadio ja amatöörraadio kasutavad vastastikuseks kõnelemiseks spetsiaalseid raadiosidemeid. Politseinikud, tuletõrjujad ja teised inimesed, kes aitavad hädaolukorras, kasutavad suhtlemiseks (üksteisega rääkimiseks) raadiosidesüsteemi. See on nagu mobiiltelefon (mis kasutab samuti raadiosignaale), kuid nende leviala on lühem ja mõlemad inimesed peavad kasutama sama liiki raadiot.
Mõnikord kasutatakse sõna "raadio" ainult kõnesagedusringhäälingu all. Enamasti kasutatakse häälringhäälingu puhul madalamat sagedust ja pikemat lainepikkust kui enamiku teleringhäälingu puhul.
Mikrolained on veelgi suurema sagedusega; lühema lainepikkusega. Neid kasutatakse ka televisiooni- ja raadioprogrammide edastamiseks ja muudel eesmärkidel. Kommunikatsioonisatelliidid edastavad mikrolaineid üle kogu maailma.
Raadiovastuvõtja ei pea olema saatja suhtes otse nähtav, et võtta vastu programmi signaale. Madalsageduslikud raadiolained võivad difraktsiooni tõttu ümber küngaste painduda, kuigi signaalide kvaliteedi parandamiseks kasutatakse sageli kordusjaamu.
Lühilaine raadiosagedused peegelduvad ka ülemise atmosfääri elektriliselt laetud kihist, mida nimetatakse ionosfääriks. Ionosfääri ja Maa vahel võivad lained põrgatada, et jõuda vastuvõtjateni, mis ei asu vaateväljas, sest Maa pind on kumer. Nad võivad jõuda väga kaugele, mõnikord ümber maailma.
Raadioteleskoobid võtavad taevast vastu raadiolained, et uurida astronoomilisi objekte. Satelliitnavigatsioon kasutab asukoha määramiseks raadiot ja radar kasutab seda asjade leidmiseks ja jälgimiseks.
Seotud leheküljed
- Kristallraadio
- Meediauuringud
Küsimused ja vastused
K: Mis on raadio?
V: Raadio on viis elektromagnetiliste signaalide saatmiseks pika vahemaa taha, et edastada teavet ühest kohast teise.
K: Mis on saatja?
V: Saatja on seade, mis saadab raadiosignaale.
K: Mis on vastuvõtja?
V: Vastuvõtja, mida nimetatakse ka antenniks, on seade, mis "võtab" raadiosignaalid üles.
K: Mis on transiiver?
V: Saatja-vastuvõtja on masin, mis täidab nii saatja kui ka vastuvõtja funktsioone.
K: Mis on saade?
V: Kui raadiosignaalid saadetakse korraga paljudele vastuvõtjatele, nimetatakse seda ringhäälinguks.
K: Kuidas saadetakse heli raadio teel?
V: Raadio kaudu saab heli saata mõnikord sagedusmodulatsiooni (FM) või amplituudmodulatsiooni (AM) abil.
K: Millised on mõned näited asjadest, mida saab juhtida raadiosignaalide abil?
V: Lennukid ja autod on näited asjadest, mida saab juhtida raadiosignaalide abil.
Otsige