Vuonna 1887 Heinrich Hertz osoitti, että sähkömagneettista energiaa voitiin lähettää avaruuteen radioa altojen muodossa, jotka kulkevat ilmakehän läpi noin valon nopeudella. Tämä löytö auttoi kehittämään radioviestinnän periaatteita, jotka ovat edelleen käytössä. Lisäksi tiedemies osoitti, että radioaallot ovat luonteeltaan sähkömagneettisia, ja niiden pääominaisuus on taajuus, jolla energia vaihtelee sähkö- ja magneettikenttien välillä. Taajuus hertseinä (Hz) liittyy aallonpituuteen λ, joka on matka, jonka radioa alto kulkee yhdessä värähtelyssä. Siten saadaan seuraava kaava: λ=C/F (jossa C on yhtä suuri kuin valon nopeus).
Radioviestinnän periaatteet perustuvat tietoa kuljettavien radioa altojen välittämiseen. Ne voivat lähettää ääntä tai digitaalista dataa. Tätä varten radiossa on oltava:
- Laite tiedon keräämiseksi sähkösignaaliksi (esimerkiksi mikrofoni). Tätä signaalia kutsutaan kantataajiksi normaalilla äänialueella.
- Modulaattori tiedon syöttämiseksi signaalin taajuuskaistalle valitulla radiotaajuudella.
- Lähetin, signaalin tehovahvistin, joka lähettää sen antenniin.
- Antenni tietynpituisesta johtavasta sauvasta,joka lähettää sähkömagneettista radioa altoa.
- Signaalivahvistin vastaanottimen puolella.
- Demodulaattori, joka pystyy palauttamaan alkuperäiset tiedot vastaanotetusta radiosignaalista.
- Lopuksi laite lähetetyn tiedon toistamiseen (esimerkiksi kaiutin).
Radioviestintäperiaatteet
Radioviestinnän nykyaikainen periaate syntyi viime vuosisadan alussa. Radiota kehitettiin tuolloin pääasiassa äänen ja musiikin välittämiseen. Mutta hyvin pian tuli mahdolliseksi käyttää radioviestinnän periaatteita monimutkaisempien tietojen välittämiseen. Esimerkiksi teksti. Tämä johti Morse-lennättimen keksimiseen.
Yleistä puheessa, musiikissa tai lennättimessä on, että perustiedot salataan äänisignaaleihin, joille on tunnusomaista amplitudi ja taajuus (Hz). Ihminen kuulee ääniä 30 Hz:stä noin 12 000 Hz:iin. Tätä aluetta kutsutaan audiospektriksi.
Radiotaajuusspektri on jaettu eri taajuusalueisiin. Niistä jokaisella on erityispiirteitä, jotka liittyvät ilmakehän säteilyyn ja vaimenemiseen. Alla olevassa taulukossa on kuvattu viestintäsovelluksia, jotka toimivat yhdellä tai toisella taajuudella.
| LF-alue | alkaen 30 kHz | jopa 300 kHz | Käytetään pääasiassa lentokoneisiin, majakoihin, navigointiin ja tiedonsiirtoon. |
| FM Band | alkaen 300 kHz | jopa 3000 kHz | Käytettydigitaalisille lähetyksille. |
| HF-taajuus | alkaen 3000 kHz | jopa 30000 kHz | Tämä taajuus soveltuu laajasti keskipitkän ja pitkän matkan maanpäälliseen viestintään. |
| VHF-taajuus | alkaen 30000 kHz | jopa 300000 kHz | VHF:tä käytetään yleisesti maanpäälliseen lähetykseen sekä laivojen ja lentokoneiden viestintään |
| UHF-taajuus | alkaen 300000 kHz | jopa 3000000 kHz | Tätä spektriä käyttävät satelliittipaikannusjärjestelmät sekä matkapuhelimet. |
Tänään on vaikea kuvitella, mitä ihmiskunta tekisi ilman radioviestintää, joka on löytänyt sovelluksensa monissa nykyaikaisissa laitteissa. Esimerkiksi radion ja television periaatteita käytetään matkapuhelimissa, näppäimistöissä, GPRS:ssä, Wi-Fi:ssä, langattomissa tietokoneverkoissa ja niin edelleen.
