Radio (elettronica)

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Antenna per le trasmissioni radio

La radio è la tecnologia elettronica che utilizza le onde elettromagnetiche, la cui frequenza è al di sotto di quella della luce visibile, per le telecomunicazioni o altri scopi, come la localizzazione di oggetti (radaristica) e lo studio di fenomeni celesti (radioastronomia).

Terminologia[modifica | modifica sorgente]

Le onde elettromagnetiche utilizzate per la radio sono chiamate onde radio.

L'apparecchio elettronico che permette di trasmettere e/o ricevere onde radio, è chiamato radio. In particolare, se è in grado solo di trasmettere è chiamato "radiotrasmettitore" o "radiotrasmittente"; se è in grado solo di ricevere è chiamato "radioricevitore", o "radioricevente"; se è in grado sia di ricevere che di trasmettere è chiamato "ricetrasmettitore" o "ricetrasmittente".

Storia[modifica | modifica sorgente]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Cronologia della radio.

Maxwell scrisse la teoria per la descrizione del fenomeno delle onde elettromagnetiche, nel suo "Trattato di elettricità e magnetismo (1873)". Hertz mise in pratica la teoria e generò onde elettromagnetiche usando dei semplici circuiti elettrici nei quali venivano create delle scariche elettriche ad alta frequenza (rocchetto di Ruhmkorff). Mediante dei circuiti risonanti riusciva a rivelare queste onde elettromagnetiche. Hertz realizzò così il primo oscillatore in grado di irradiare onde elettromagnetiche rilevabili a breve distanza.

Questo rudimentale sistema fu perfezionato nel tempo, passando dai semplici circuiti elettrici, ai sistemi coherer, molto più sensibili dei precedenti.

Tappe[modifica | modifica sorgente]

Ecco alcune tappe:

  • Nel 1887, David E. Hughes trasmise segnali radio usando un Trasmettitore di scintille comandato da orologio, raggiungendo una distanza di circa 500 metri.
  • Nel 1888, Heinrich Hertz produsse e misurò la distanza dell'Ultra Alta Frequenza (tramite transmettitore a scintilla).
  • Nel 1891, Nikola Tesla cominciò la ricerca wireless (senza fili). Sviluppò mezzi per la realizzazione di produzione di frequenze radio, dimostrò pubblicamente i principi della radio e trasmise segnali a lunga distanza.
  • Fra il 1893 e il 1894, Roberto Landell de Moura, un prete e scienziato brasiliano, condusse esperimenti. Non pubblicò le sue scoperte fino al 1900 ma più tardi ottenne un brevetto brasiliano.
  • Nel 1894 a Kolkata (Calcutta), Jagadish Chandra Bose (J. C. Bose) inventò il coesore a mercurio, insieme al ricevitore telefonico, e fece esplodere una carica esplosiva a distanza tramite un segnale radio.
  • Nel 1894, Aleksandr Stepanovič Popov costruì il suo primo ricevitore radio, che conteneva un coesore, ma in effetti il coesore fu inventato per la prima volta da Édouard Branly. Popov mostrò il coesore, dopo tramutato in un analizzatore di segnale lampeggiante, alla Società russa di fisica e chimica il 7 maggio, 1895.
  • Nel 1895 Guglielmo Marconi lesse il lavoro di Hertz e Tesla sulla telegrafia senza fili, e cominciò i suoi esperimenti. Un anno dopo fu fatto l'esperimento realizzato a Pontecchio (BO), durante il quale fu trasmesso un segnale morse oltre i due km di distanza. Nello stesso anno Tesla comunicava a più di 50 km dal suo laboratorio di New York a West Point.
  • Nel dicembre del 1901 Guglielmo Marconi usò le invenzioni di J.C. Bose per ricevere il segnale radio nella sua prima comunicazione radio transatlantica su una distanza di 2.000 miglia (3.200 km) da Poldhu, Regno Unito, a St. Johns, Terranova. Marconi fu celebrato nel mondo per la sua trasmissione. Poco dopo gli fu dato il brevetto e ricevette così anche il Nobel insieme a Karl Ferdinand Braun.
  • Intorno agli anni 1910 vennero realizzati i primi tentativi di trasmissione della voce umana, e di lì a pochi anni vennero effettuate le prime trasmissioni transoceaniche. Le prime trasmissioni erano effettuate usando il codice Morse, quindi un semplice sistema di comunicazione, basato su punti e linee, lo stesso usato sulle linee telegrafiche.
  • Marconi dopo aver letto le pubblicazioni di Tesla che teorizzavano e provavano l'esistenza della ionosfera venne a conoscenza della propagazione delle onde corte, e scoprì che le trasmissioni radio su queste frequenze potevano essere udite a distanze grandissime.
  • Molto tempo prima, nel 1911, l'High Court britannica nella persona di Justice Parker deliberò su un analogo procedimento[1] la validità dei brevetti di Marconi e negli anni prima del '43 molte altre sentenze sono state pronunciate con andamenti altalenanti per le parti in causa.
  • Il 15 aprile 1912 il Titanic affonda nell'Atlantico e lancia il segnale Morse di soccorso SOS. Marconi, in quel periodo a New York, sentendo del disastro, si fa trasportare sulla nave che ha raccolto i superstiti per incontrare il radiotelegrafista. La radio incontra in questo modo il suo primo grande successo.
  • Il 6 ottobre 1924 alle ore 21 Ines Viviani Donarelli annuncia la messa in onda della prima trasmissione radiofonica in Italia per l'Unione radiofonica italiana.
  • Nel 1935 Edwin H. Armstrong inventò la radio a frequenza-modulated (FM), così un segnale audio può essere "statico, " che è immune da interferenze generate da un apparato elettrico e atmosferico.
  • Nel 1943, la Corte Suprema degli Stati Uniti d'America scoprì che il lavoro di Marconi non era originale, e i diritti del brevetto furono restituiti a Nikola Tesla. Comunque, Tesla morì poco prima della sentenza. Sulla causa della Corte Suprema Statunitense vi sono critiche dovute anche al fatto che all'epoca la società Marconi aveva una causa legale in atto con l'esercito Statunitense e la sentenza della Corte Suprema rese nulle le richieste della società Marconi sulle presunte violazioni intellettuali dell'esercito. In realtà ciò non è vero del tutto visto che il governo Usa pagò la somma di circa 43.000 dollari di allora, oltre agli interessi, alla società di Marconi per un brevetto di Oliver Lodge che suddetta società aveva comprato da quest'ultimo[2].
  • Il 6 giugno 1944, su Radio Londra, venne trasmesso l'ordine dello sbarco verso la Normandia da parte degli alleati Inglesi. Lo sbarco era stato posticipato il sei per una forte tempesta che aveva impossibilitato il viaggio via mare, ma di fatto doveva essere eseguito il tre giugno 1944.
  • Gli ultimi decenni del secolo scorso videro un notevole incremento delle prestazioni, tanto che negli anni settanta furono attivate le prime stazioni radio commerciali.

Funzionamento[modifica | modifica sorgente]

Per poter compiere la distanza tra la radio trasmittente e la radio ricevente, è necessario usare l'antenna: un dispositivo (trasduttore) in grado di trasformare una grandezza elettrica in segnali elettromagnetici.

La lunghezza e la forma delle antenne (trasmittenti e riceventi) sono proporzionali alla lunghezza d'onda della frequenza usata.

Nelle comunicazioni professionali o amatoriali, le antenne sono particolarmente curate, mentre nelle comunicazioni broadcast generalmente l'antenna trasmittente emette una grande potenza. In questo modo le radio riceventi possono usare antenne anche di piccole dimensioni.

Per poter trasmettere informazioni da una trasmittente ad una ricevente, è necessario definire una frequenza ed una modulazione.

Ad esempio, per poter ricevere le emittenti radiofoniche private, è necessario usare un semplice apparato che riesca a sintonizzare le frequenze tra gli 87,5 e i 108 MHz in modulazione di frequenza (FM). Tali frequenze corrispondono ad una lunghezza d'onda di circa 3 o 4 metri.

Le onde radio[modifica | modifica sorgente]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Onde radio.

Le onde radio sono una forma di radiazione elettromagnetica, creata grazie ad un elemento carico (nella classica trasmissione radio si tratta di un elettrone) accelerato con una frequenza legata alla porzione di radio frequenza (RF) dello spettro elettromagnetico. Nella radio, questa accelerazione è causata da una corrente alternata in un'antenna. Le frequenze radio vanno da poche decine di hertz ad alcune centinaia di gigahertz.

Spettro elettromagnetico radio
ELF SLF ULF/VF VLF LF/LW MW HF/SW VHF UHF SHF/MW EHF

Altri tipi di radiazioni elettromagnetiche, con frequenze superiori allo spazio RF, sono l'infrarosso, la luce visibile, l'ultravioletto, i raggi x e i raggi gamma.

Quando l'energia di un singolo fotone associato a radiazioni elettromagnetiche di una data frequenza è troppo bassa per rimuovere un elettrone da un atomo, le onde aventi quella frequenza sono classificate radiazioni non ionizzanti; le onde radio sono sempre non ionizzanti.

Spettro elettromagnetico e diagramma di trasmissione radio di un segnale audio.

Le onde elettromagnetiche si propagano nell'aria e nel vuoto dello spazio e non richiedono un mezzo di trasporto (a differenza di quanto accade con le onde acustiche). Quando le onde radio incontrano un conduttore elettrico (l'antenna), l'oscillazione elettrica o il campo magnetico (dipende dalla forma del conduttore) induce una corrente alternata nel conduttore. Questa può essere trasformata in audio o altri segnali che trasportano informazioni.

La parola radio è usata per descrivere questo fenomeno e le trasmissioni di televisione, radio, radar e telefoni cellulari sono tutte classificate come emissioni in radio frequenze.

Applicazioni[modifica | modifica sorgente]

Diversi scienziati e inventori mostrarono l'utilità della telegrafia senza fili, radiotelegrafia, o radio, fin dal 1890. Heinrich Rudolf Hertz riuscì a generare onde elettromagnetiche a brevissima distanza durante i suoi esperimenti a cui Guglielmo Marconi si ispirò. Marconi fu però il primo a coprire distanze utili per le telecomunicazioni utilizzando un apparecchio inventato da Temistocle Calzecchi-Onesti nel 1884. Famoso è l'esperimento effettuato nella primavera del 1895 a Pontecchio (BO) in cui Marconi raggiunse una distanza di circa 2 km: era il primo segnale radio della storia. È la comunicazione tra due o più persone in codice Morse per mezzo di onde radio. Oggi è in disuso, sebbene venga ancora parecchio utilizzata dai radioamatori, per le lunghe distanze a cui si può trasmettere utilizzando poca potenza. La radiotelegrafia è stata la prima applicazione della radio: è la prima volta che le onde elettromagnetiche vengono utilizzate per trasportare un'informazione.
Inventata da Reginald Fessenden nel 1900. È la trasmissione e ricezione di contenuti sonori per mezzo di onde radio. Nei primi decenni si distingueva in radiotelefonia e radioaudizione circolare. La radiotelefonia ha sostituito la radiotelegrafia nella comunicazione tra due o più persone per mezzo di onde radio, la radioaudizione circolare è stata invece il primo sistema di diffusione del mezzo di comunicazione di massa che chiamiamo radio. Oggi il termine "radioaudizione circolare" è completamente in disuso. Oggi esistono le emittenti radiofoniche che diffondono onde radio per mezzo di un enorme antenna.
È una tipologia di radiofonia. È la comunicazione sonora (tipicamente vocale) tra due o più persone per mezzo di onde radio.
È la localizzazione di oggetti fissi o mobili per mezzo di onde radio.
Inventata da John Logie Baird nel 1925. È la diffusione alle masse di contenuti visivi e sonori per mezzo di onde radio emesse da trasmettitori posti sulla superficie terrestre.
È la diffusione alle masse di contenuti visivi e sonori per mezzo di onde radio emesse da trasmettitori posti su satelliti per telecomunicazioni geostazionari.
È lo studio di fenomeni celesti attraverso l'analisi delle onde radio che essi emettono naturalmente.
È l'accesso alla rete telefonica generale per mezzo di onde radio e dispositivi mobili utilizzabili in ampie aree geografiche.
È una tipologia di telefonia mobile. È l'accesso alla rete telefonica generale per mezzo di onde radio emesse e ricevute da trasmettitori posti sulla superficie terrestre e dispositivi mobili utilizzabili in ampie aree geografiche.
È una tipologia di telefonia mobile. È l'accesso alla rete telefonica generale per mezzo di onde radio emesse e ricevute da trasmettitori posti su satelliti per telecomunicazioni e dispositivi mobili utilizzabili in ampie aree geografiche.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ La disputa era tra Marconi e Stone e risale al 1911 prima della sentenza della Corte Suprema USA. Il caso è discusso ampiamente nella sentenza e riguarda due diversi componenti usati da entrambi i contendenti per regolare la sintonia nei quattro circuiti base della radio. Stone ottenne lo stesso risultato inserendo una capacità variabile, quindi per questo motivo la Corte USA nel 1943 affermò che entrambi i brevetti erano validi e quindi la causa era da rivedere.
  2. ^ [1] i primi cinque versi della sentenza

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