Radio (elettronica): differenze tra le versioni

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== Funzionamento ==
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Per poter compiere la distanza tra la radio trasmittente e la radio ricevente, è necessario usare un'[[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 deve trasmettere a grandi [[Potenza (elettrotecnica)|potenza]]Ii; 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 in grado di sintonizzarsi tra i 87,5 e i 108 [[Hertz|MHz]] in [[modulazione di frequenza]] (FM). Tali frequenze corrispondono ad una lunghezza d'onda di circa 3 o 4 [[metro|metri]].
Per poter compiere la distanza tra la radio trasmittente e la radio ricevente, è necessario usare un'[[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 deve trasmettere a grandi [[Potenza (elettrotecnica)|potenziali]]; 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 in grado di sintonizzarsi tra i 87,5 e i 108 [[Hertz|MHz]] in [[modulazione di frequenza]] (FM). Tali frequenze corrispondono ad una lunghezza d'onda di circa 3 o 4 [[metro|metri]].


===Le onde radio===
===Le onde radio===

Versione delle 12:13, 4 feb 2018

Antenna per le trasmissioni radio

La radio è una tecnologia elettronica che utilizza la radiazione elettromagnetica, la cui frequenza (la media di fotoni in un intervallo di tempo) è al di sotto della luce visibile. Tale tecnologia viene utilizzata principalmente per telecomunicazioni o per altri scopi, come la localizzazione di oggetti, tramite i radar, o lo studio di fenomeni celesti, attraverso la radioastronomia.

Terminologia

La radiazione elettromagnetica utilizzata per la trasmissione radio è definita onde radio che è il rapporto della velocità fratto la media dei fotoni in un lasso di tempo, nell'intervallo 1 - 300 GHz (ovvero 1 - 300 000 000 000 Hz).

Il dispositivo 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

Lo stesso argomento in dettaglio: Cronologia della radio.

Il matematico e fisico scozzese James Clerk Maxwell fu il primo a descrivere, nel 1873, la teoria del fenomeno delle onde elettromagnetiche nel suo Trattato di elettricità e magnetismo, mentre il fisico tedesco Heinrich Rudolf Hertz mise in pratica la teoria e generò onde elettromagnetiche utilizzando dei semplici circuiti elettrici nei quali venivano create delle scariche ad alta frequenza, attraverso il rocchetto di Ruhmkorff. Mediante dei circuiti risonanti fu in grado di rivelare tali onde. Hertz realizzò così il primo oscillatore in grado di generare 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

Ecco alcune tappe:

  • Nel 1887, David E. Hughes trasmise segnali radio utilizzando un trasmettitore a scintilla, comandato da un orologio, raggiungendo una distanza di circa 500 metri.
  • Nel 1888, Heinrich Rudolf Hertz produsse e misurò, anch'esso tramite trasmettitore a scintilla, la distanza dell'Ultra Alta Frequenza.
  • Nel 1891, Nikola Tesla , già avanzato da alcuni anni nella trasmissione senza fili elettromagnetica per applicazioni energetiche, inizia una ricerca sulla trasmissione senza fili per applicazioni di comunicazione delle quali teorizza la possibilità di comunicare audio immagini ed energia. Sviluppò mezzi per la realizzazione di produzione di frequenze radio, dimostrò pubblicamente i principi della radio e trasmise segnali a grande distanza e li dimostra praticamente attraverso il radiocomando di piccoli motori elettrici.
  • Fra il 1893 e il 1894, Roberto Landell de Moura, un prete e scienziato brasiliano, condusse degli esperimenti sulla trasmissione radio, ma non pubblicò le sue scoperte fino al 1900. Più tardi le sue ricerche vennero riconosciute, per cui riuscì a ottenere un brevetto brasiliano.
  • Nel 1894, a Calcutta, Jagadish Chandra Bose inventò la versione indiana del coesore a mercurio, insieme al ricevitore telefonico, facendo 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, inventato da Temistocle Calzecchi Onesti. Popov mostrò il suo coesore alla Società russa di fisica e chimica il 7 maggio, 1895, dopo modificato in un analizzatore di segnale lampeggiante.
  • Nel 1895, Guglielmo Marconi lesse il lavoro di Hertz e Tesla sulla trasmissione elettromagnetica e la telegrafia senza fili, iniziando così i suoi esperimenti. Un anno dopo fu pronto per effettuare l'esperimento di Pontecchio, durante il quale trasmise un segnale Morse ad oltre due km di distanza.
  • Nello stesso anno Tesla trasmetteva, dal suo laboratorio di New York, a West Point, segnali fra due bobine poste a più di 50 km.[1] .Sempre a New York Tesla effettua con successo trasmissioni vocali, commissionategli da J.P. Morgan, a lunga distanza dalla sua torre in costruzione di Wardenclyffe ma solo dopo oltre 40 anni gli sarà riconosciuta l'invenzione.
  • Il 2 luglio 1897, a Londra, Guglielmo Marconi brevetta la radio.
  • Nel dicembre del 1901 Guglielmo Marconi usa le invenzioni di Hertz, Tesla e J.C. Bose per ricevere il segnale radio nella sua prima comunicazione radio transatlantica su una distanza di 3.200 km da Poldhu, Regno Unito, a St. Johns, Terranova. Marconi fu riconosciuto al momento, a livello mondiale, per questo rivoluzionario metodo di trasmissione. Poco dopo gli fu riconosciuto sia il brevetto che il Nobel della Fisica, insieme a Karl Ferdinand Braun.
  • Nei primi anni del Novecento, Reginald Fessenden e Lee De Forest inventarono la radio a modulazione d'ampiezza (AM) permettendo la trasmissione di un segnale audio tramite onde radio.
  • Nel 1910 vennero realizzati i primi tentativi di trasmissione della voce umana, e di lì a pochi anni le prime trasmissioni transoceaniche. Le prime vennero effettuate utilizzando il codice Morse, un semplice sistema di comunicazione basato su punti e linee, lo stesso usato sulle linee telegrafiche.
  • Marconi, dopo aver frequentato e letto le pubblicazioni di Nikola Tesla che teorizzavano e provavano attraverso esperimenti pratici la trasmissione di radiocomandi ad un modellino di imbarcazione radiocomandata, e l'esistenza della ionosfera, venne a conoscenza della propagazione delle onde corte, scoprendo che le trasmissioni radio su queste frequenze potevano essere ricevute a distanze grandissime.
  • Molto tempo prima, nel 1911, l'High Court britannica nella persona di Justice Parker deliberò su un procedimento giudiziario[2] che mise in discussione l'esclusività dei brevetti di Marconi, per cui tra il 1911 ed il 1943, vennero pronunciate molte altre sentenze che attribuivano tale l'esclusività all'una o all'altra delle parti.
  • Il 15 aprile 1912 il Titanic affonda nell'oceano Atlantico, lanciando un segnale Morse di soccorso :SOS. Marconi, in quel periodo ritenuto l’ideatore delle trasmissioni radio, si trovava a New York e venuto a conoscenza del disastro raggiunse la nave che trasse in salvo i superstiti, per incontrare il radiotelegrafista. Per l'innovazione della radio fu uno dei primi grandi successi: contribuì a salvare centinaia di persone.
  • Il 30 maggio 1924 Marconi realizza la prima trasmissione della voce umana fra Poldhu e Sydney, in Australia.
  • Il 6 ottobre 1924 alle 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 inventa la radio a modulazione di frequenza (FM), in questo modo un segnale audio diventa libero da interferenze generate sia dallo stesso apparato radio o da altri apparati elettrici, che dall'elettricità presente nell'atmosfera.
  • Nel settembre 1943, pochi mesi dopo la morte di Tesla, la Corte Suprema degli Stati Uniti d'America scopre che il lavoro di Marconi non era originale, per cui il brevetto non doveva essere riconosciuto a Marconi bensì a Tesla, quindi vennero restituiti al legittimo inventore Nikola Tesla, peraltro morto in rovina solo e discreditato. Sulla causa della Corte Suprema Statunitense contro Marconi vennero sollevate diverse critiche, dovute anche al fatto che all'epoca la società Marconi era in causa legale contro l'esercito statunitense; la sentenza della Corte Suprema rese nulle le richieste della società di Marconi sulle presunte violazioni intellettuali dell'esercito. Comunque la difesa Usa pagò la somma di circa 43.000 dollari di allora, più interessi, alla società di Marconi per una applicazione della trasmissione radio di Oliver Lodge che suddetta società aveva comprato da quest'ultimo.[3]
  • Il 6 giugno 1944, su Radio Londra, venne trasmesso l'ordine dello sbarco verso la Normandia da parte degli alleati Inglesi. In realtà lo sbarco doveva avvenire il 3 giugno 1944, ma una forte tempesta aveva reso impossibile il viaggio delle truppe via mare.
  • 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

Per poter compiere la distanza tra la radio trasmittente e la radio ricevente, è necessario usare un'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 deve trasmettere a grandi potenziali; 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 in grado di sintonizzarsi tra i 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

Lo stesso argomento in dettaglio: Onde radio.

Le onde radio sono una forma di radiazione elettromagnetica, creata grazie ad un elemento carico[4] accelerato ad una frequenza legata alla sezione 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 in radio frequenza, 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[5]. Quando le onde radio incontrano un conduttore elettrico, l'antenna, l'oscillazione elettrica o il campo magnetico[6] 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

4XZ (info file)
start=
Identificativo radiotelegrafico di stazione militare operativa nell'anno 2015
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 usufruibili 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

  1. ^ http://books.google.it/books?id=UI8-E8DDVKQC&pg=PA23&dq=tesla+radio+1895&hl=it&sa=X&ei=lMmpU5XNC5GK4gSPo4GgDQ&ved=0CD4Q6AEwBA#v=onepage&q=tesla%20radio%201895&f=false
  2. ^ 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.
  3. ^ [1] i primi cinque versi della sentenza
  4. ^ Nella classica trasmissione radio si tratta di un elettrone.
  5. ^ A differenza di quanto accade con le onde acustiche.
  6. ^ Dipende dalla forma del conduttore.

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