ในปี พ.ศ. 2430 ไฮน์ริช เฮิรตซ์ได้พิสูจน์แล้วว่าพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถส่งไปยังอวกาศในรูปแบบของคลื่นวิทยุที่เดินทางผ่านชั้นบรรยากาศด้วยความเร็วแสง การค้นพบนี้ช่วยพัฒนาหลักการของการสื่อสารทางวิทยุที่ยังคงใช้อยู่ในปัจจุบัน นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์ยังพิสูจน์ว่าคลื่นวิทยุมีลักษณะเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และลักษณะเด่นของคลื่นวิทยุคือความถี่ที่พลังงานผันผวนระหว่างสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก ความถี่เป็นเฮิรตซ์ (Hz) สัมพันธ์กับความยาวคลื่น λ ซึ่งเป็นระยะทางที่คลื่นวิทยุเดินทางในการแกว่งครั้งเดียว ดังนั้น จะได้สูตรต่อไปนี้: λ=C/F (โดยที่ C เท่ากับความเร็วแสง)
หลักการของการสื่อสารทางวิทยุอยู่บนพื้นฐานของการส่งคลื่นวิทยุที่มีข้อมูล พวกเขาสามารถส่งข้อมูลเสียงหรือข้อมูลดิจิตอล ในการดำเนินการนี้ วิทยุจะต้องมี:
- อุปกรณ์สำหรับเก็บข้อมูลเป็นสัญญาณไฟฟ้า (เช่น ไมโครโฟน) สัญญาณนี้เรียกว่าเบสแบนด์ในช่วงเสียงปกติ
- โมดูเลเตอร์สำหรับป้อนข้อมูลลงในแถบความถี่สัญญาณที่ความถี่วิทยุที่เลือก
- เครื่องส่ง เครื่องขยายสัญญาณที่ส่งไปยังเสาอากาศ
- เสาอากาศจากแกนนำไฟฟ้าที่มีความยาวที่แน่นอนซึ่งจะปล่อยคลื่นวิทยุแม่เหล็กไฟฟ้า
- บูสเตอร์สัญญาณที่ฝั่งเครื่องรับ
- ตัวถอดรหัสที่สามารถกู้คืนข้อมูลดั้งเดิมจากสัญญาณวิทยุที่ได้รับ
- สุดท้าย อุปกรณ์สำหรับทำซ้ำข้อมูลที่ส่ง (เช่น ลำโพง)
หลักการสื่อสารทางวิทยุ
หลักการสมัยใหม่ของการสื่อสารทางวิทยุเกิดขึ้นในช่วงต้นศตวรรษที่ผ่านมา ในขณะนั้นวิทยุได้รับการพัฒนาเพื่อส่งเสียงและดนตรีเป็นหลัก แต่ในไม่ช้ามันก็เป็นไปได้ที่จะใช้หลักการของการสื่อสารทางวิทยุเพื่อส่งข้อมูลที่ซับซ้อนมากขึ้น ตัวอย่างเช่นเช่นข้อความ สิ่งนี้นำไปสู่การประดิษฐ์โทรเลขมอร์ส
สิ่งทั่วไปของเสียง ดนตรี หรือโทรเลขคือ ข้อมูลพื้นฐานจะถูกเข้ารหัสในสัญญาณเสียง ซึ่งมีลักษณะแอมพลิจูดและความถี่ (Hz) มนุษย์สามารถได้ยินเสียงได้ตั้งแต่ 30 Hz ถึงประมาณ 12,000 Hz ช่วงนี้เรียกว่าสเปกตรัมเสียง
คลื่นความถี่วิทยุแบ่งออกเป็นช่วงความถี่ต่างๆ ซึ่งแต่ละอย่างมีลักษณะเฉพาะเกี่ยวกับการแผ่รังสีและการลดทอนในชั้นบรรยากาศ มีแอปพลิเคชันการสื่อสารที่อธิบายไว้ในตารางด้านล่างที่ทำงานในวงดนตรีหนึ่งหรืออีกวงหนึ่ง
| LF-range | จาก 30 kHz | สูงถึง 300 kHz | ใช้สำหรับเครื่องบิน บีคอน การนำทาง และการส่งข้อมูลเป็นหลัก |
| FM Band | จาก 300 kHz | สูงถึง 3000 kHz | มือสองสำหรับการออกอากาศแบบดิจิทัล |
| วง HF | จาก 3000 kHz | สูงถึง 30000 kHz | วงนี้เหมาะสำหรับการสื่อสารภาคพื้นดินระยะกลางและระยะไกล |
| วง VHF | จาก 30000 kHz | สูงถึง 300,000 kHz | VHF มักใช้สำหรับการออกอากาศภาคพื้นดินและการสื่อสารทางเรือและเครื่องบิน |
| วง UHF | จาก 300,000 kHz | สูงถึง 3000000 kHz | คลื่นความถี่นี้ถูกใช้โดยระบบระบุตำแหน่งผ่านดาวเทียม เช่นเดียวกับโทรศัพท์มือถือ |
วันนี้เป็นเรื่องยากที่จะจินตนาการว่ามนุษย์จะทำอะไรโดยปราศจากการสื่อสารทางวิทยุ ซึ่งพบการประยุกต์ใช้ในอุปกรณ์ที่ทันสมัยมากมาย ตัวอย่างเช่น หลักการของวิทยุและโทรทัศน์ใช้ในโทรศัพท์มือถือ คีย์บอร์ด GPRS Wi-Fi เครือข่ายคอมพิวเตอร์ไร้สาย และอื่นๆ