Radio – elektromagnetisk sändning, mottagare, FM/AM och tillämpningar
Radio är ett sätt att sända elektromagnetiska signaler över långa avstånd för att leverera information från en plats till en annan. En maskin som sänder radiosignaler kallas sändare, medan en maskin som "tar emot" signalerna kallas mottagare. En maskin som gör båda uppgifterna är en "transceiver". När radiosignaler sänds ut till många mottagare samtidigt kallas det för en sändning. Radio bygger på att en elektrisk signal omvandlas till en högfrekvent växlande elektrisk ström som sänds ut via en antenn och sedan omvandlas tillbaka till ljud, data eller styrsignaler i mottagaren.
Grundläggande komponenter
En radiokommunikation består i huvudsak av:
- Sändare – genererar den bärande radiosignalen och modulerar den med information (ljud, data, bild).
- Antenner – omvandlar elektrisk ström till elektromagnetiska vågor vid sändning och omvänt vid mottagning. Antennens form och storlek påverkar räckvidd och riktning.
- Mottagare – fångar upp radiosignalen, förstärker den och demodulerar (återvinner) informationen.
- Transceiver – en enhet som både kan sända och ta emot, vanligt i mobilradio, amatörradio och trådlösa nätverk.
Modulation: AM och FM
Ljud och annan information kan sändas över radio genom att modifiera en högfrekvent bärvåg. De vanliga metoderna är frekvensmodulering (FM) och amplitudmodulering (AM).
- AM (amplitudmodulering) – informationen förändrar bärvågens amplitud. AM är enkelt att bygga och kan nå stora avstånd, särskilt på låga frekvenser (långvåg/mellanvåg/kortvåg) där jonosfärens reflektioner ger skywave‑utbredning.
- FM (frekvensmodulering) – informationen förändrar bärvågens frekvens. FM har bättre ljudkvalitet och mindre brus i mottagaren, därför används det ofta för lokala radioutsändningar (VHF‑bandet) för musik och pratkanaler.
Frekvenser och utbredning
Radiosignaler har olika egenskaper beroende på frekvens (mätt i hertz, Hz). Vissa vanliga utbredningstyper:
- Markvågor/ground wave – följer jordytan och fungerar bra på låga frekvenser.
- Skywave/ionosfärisk reflektion – på kortvågsband kan signaler reflekteras av jonosfären och nå mycket långt bort.
- Fri sikt / line-of-sight – på VHF och UHF sprids signaler rakt fram och blockeras av stora hinder; viktigt för TV, FM‑radio och mobiltelefoni.
- Satellit‑ och mikrovågsförbindelser – använder höga frekvenser (GHz) för punkt‑till‑punkt‑länkar och globala täckning via satelliter.
Tillämpningar
Radio används i många sammanhang, både vardagliga och industriella:
- Broadcasting: FM‑ och AM‑radiostationer samt TV använder radiosignaler för att sända ljud och bild till allmänheten.
- Kommunikation: mobiltelefoner, walkie‑talkies, amatörradio och professionella radiosystem för polis, ambulans och flygtrafik.
- Navigering och positionering: t.ex. GPS som använder radiolänkar för att bestämma plats.
- Radar: sändning och mottagning av pulser för att upptäcka avstånd och hastighet hos objekt.
- Fjärrstyrning: Se: Radiostyrning. Radiostyrning kan öppna portar eller styra modellfordon på avstånd. Radiosignaler används också för att låsa och låsa upp dörrar i en bil på avstånd via fjärrstyrda nycklar.
- Trådlösa nätverk och IoT: Wi‑Fi, Bluetooth och andra system använder radioteknik för dataöverföring mellan enheter.
Mottagarteknik och demodulation
En mottagare innehåller ofta följande steg: antenn → förstärkare → frekvenskonvertering (mixer) → filtrering → demodulator → ljud / data‑utgång. Demodulationen återskapar den ursprungliga informationen (t.ex. tal eller musik). Moderna mottagare kan även använda digital signalbehandling (DSP) för bättre brusreducering och selektivitet.
Reglering, störningar och säkerhet
Radiokommunikation regleras av nationella och internationella myndigheter för att undvika störningar och fördela frekvensband (spektrum). I praktiken innebär det licenser för vissa sändare, begränsningar i sändareffekt och krav på tekniska standarder. Störningar kan komma från andra radiosändare, elektronisk utrustning eller atmosfäriska fenomen. Vissa radiosystem använder kryptering eller autentisering för att skydda informationen mot avlyssning.
Sammanfattning
Radio är en mycket flexibel och utbredd teknik som möjliggör trådlös överföring av ljud, bild, data och styrsignaler. Genom att välja frekvensband, modulation och antennteknik kan radiokommunikation anpassas för allt från globala satellitförbindelser till lokal fjärrstyrning av en garageport.
Ett radiotorn.
Radions historia
Många människor arbetade för att göra radion möjlig. Efter att James Clerk Maxwell förutspådde dem visade Heinrich Rudolf Hertz i Tyskland först att radiovågor existerar. Guglielmo Marconi i Italien gjorde radion till ett praktiskt telegrafiskt verktyg som främst användes av fartyg till sjöss. Han sägs ibland ha uppfunnit radion. Senare uppfinnare lärde sig att överföra röster, vilket ledde till sändningar av nyheter, musik och underhållning.
Användning av radio
Radio skapades först som ett sätt att skicka telegrafiska meddelanden mellan två personer utan ledningar, men snart kom tvåvägsradio att ge röstkommunikation, inklusive walkie-talkies och så småningom mobiltelefoner.
Nu är det viktigt att sända musik, nyheter och underhållare, inklusive "talradio". Radiosändningar användes innan det fanns TV-program. På 1930-talet började USA:s president att varje vecka sända ett meddelande om landet till det amerikanska folket. Företag som gör och sänder radioprogram kallas radiostationer. Dessa drivs ibland av regeringar och ibland av privata företag som tjänar pengar på att sända reklam. Andra radiostationer stöds av lokala samhällen. Dessa kallas för samhällsradiostationer. I början betalade tillverkningsföretag för att sända fullständiga berättelser i radio. Dessa var ofta pjäser eller dramer. Eftersom företag som tillverkade tvål ofta betalade för dem kallades dessa för "tvåloperor".
Radiovågor används fortfarande för att skicka meddelanden mellan människor. Att prata med någon med en radio är inte samma sak som att prata radio. Medborgarradio och amatörradio använder särskilda radioapparater för att prata fram och tillbaka. Poliser, brandmän och andra personer som hjälper till i nödsituationer använder ett radiokommunikationssystem för nödsituationer för att kommunicera (prata med varandra). Det är som en mobiltelefon (som också använder radiosignaler), men avståndet är kortare och båda personerna måste använda samma typ av radio.
Ordet "radio" används ibland för att beteckna enbart röstbandssändningar. De flesta röstbandssändningar använder lägre frekvens och längre våglängd än de flesta tv-sändningar.
Mikrovågor har ännu högre frekvens och kortare våglängd. De används också för att sända tv- och radioprogram och för andra ändamål. Kommunikationssatelliter sänder mikrovågor runt om i världen.
En radiomottagare behöver inte befinna sig i direkt anslutning till sändaren för att ta emot programsignaler. Lågfrekventa radiovågor kan böjas runt kullar genom diffraktion, även om repeaterstationer ofta används för att förbättra signalernas kvalitet.
Kortvågiga radiofrekvenser reflekteras också från ett elektriskt laddat skikt i den övre atmosfären, som kallas jonosfären. Vågorna kan studsa mellan jonosfären och jorden för att nå mottagare som inte befinner sig i siktlinjen på grund av jordytans krökning. De kan nå mycket långt, ibland runt hela världen.
Radioteleskop tar emot radiovågor från himlen för att studera astronomiska objekt. Satellitnavigering använder radio för att bestämma var man befinner sig, och radar använder radio för att hitta och spåra saker.
Relaterade sidor
- Kristallradio
- Mediestudier
Frågor och svar
F: Vad är radio?
S: Radio är ett sätt att skicka elektromagnetiska signaler över långa avstånd, för att leverera information från en plats till en annan.
F: Vad är en sändare?
S: En sändare är en maskin som sänder radiosignaler.
F: Vad är en mottagare?
S: En mottagare, även kallad antenn, är en maskin som "plockar upp" radiosignaler.
F: Vad är en transceiver?
S: En transceiver är en maskin som utför både en sändares och en mottagares funktioner.
F: Vad är en sändning?
S: När radiosignaler sänds ut till många mottagare samtidigt kallas det för en sändning.
F: Hur sänds ljud via radio?
S: Ljud kan sändas via radio, ibland genom frekvensmodulering (FM) eller amplitudmodulering (AM).
F: Vad är några exempel på saker som kan styras med hjälp av radiosignaler?
S: Flygplan och bilar är exempel på saker som kan styras med hjälp av radiosignaler.
