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La tecnología de radio es una tecnología que transmite señales a través de ondas de radio.
El principio de la tecnología de radio es que los cambios en la intensidad de la corriente en un conductor producen ondas de radio. Utilizando este fenómeno, se puede cargar información en ondas de radio mediante modulación. Cuando las ondas de radio se propagan por el espacio y llegan al extremo receptor, los cambios en el campo electromagnético causados por las ondas de radio generan corriente en el conductor. La información se extrae de los cambios actuales mediante demodulación para lograr el propósito de transmisión de información.
Maxwell elaboró por primera vez las bases teóricas de la propagación de ondas electromagnéticas en su artículo "Teoría dinámica de los campos electromagnéticos" presentado a la Royal Society. Su obra se completó entre 1861 y 1865.
Heinrich Rudolf Hertz verificó por primera vez la teoría de Maxwell mediante experimentos realizados entre 1886 y 1888. Demostró que la radiación de radio tiene todas las características de una onda y descubrió que las ecuaciones del campo electromagnético se pueden expresar en términos de ecuaciones diferenciales parciales, a menudo llamadas ecuaciones de onda.
En la Nochebuena de 1906, Reginald Fessenden utilizó el método heterodino para lograr la primera transmisión de radio de la historia en Massachusetts, Estados Unidos. Fessenden reprodujo clips de él mismo tocando "Silent Night" y recitando la Biblia con el violín. El primer programa formal de entretenimiento radial del mundo fue lanzado en 1922 por el Centro de Investigación Marconi en Chelmsford, Inglaterra.
Invención
Aún existe debate sobre quién inventó la radio.
En 1893, Nikola Tesla realizó la primera demostración pública de comunicaciones inalámbricas en St. Louis, Missouri, EE. UU. Describió y demostró los principios básicos de las comunicaciones por radio en presentaciones en el Instituto Franklin de Filadelfia y en la Asociación Nacional de Luz Eléctrica. El instrumento que construyó contenía todos los elementos básicos de un sistema de radio antes de la invención del tubo de vacío.
Guglielmo Marconi posee un número de patente británico que generalmente se considera la primera patente del mundo para tecnología de radio. 12039, "Mejoras en la tecnología de transmisión de señales y pulsos eléctricos y equipos requeridos".
Nikola Tesla obtuvo una patente estadounidense para tecnología de radio en 1897. Sin embargo, en 1904, la Oficina de Patentes de Estados Unidos revocó su patente y en su lugar le concedió a Marconi una patente por su invención de la radio. Esta medida puede haber sido influenciada por los patrocinadores financieros de Marconi en los Estados Unidos, incluidos Thomas Edison y Andrew Carnegie. En 1909, Marconi y Carl Ferdinand Braun ganaron el Premio Nobel de Física por su invención de la telegrafía inalámbrica.
En 1943, poco después de la muerte de Tesla, la Corte Suprema de Estados Unidos reafirmó que las patentes de Tesla eran válidas. Esta decisión reconoció que su invención se había completado antes de la patente de Marconi. Algunos creen que la decisión se debió claramente a razones financieras. De esta manera, el gobierno estadounidense durante la Segunda Guerra Mundial pudo evitar pagar regalías a Marconi.
En 1898, Marconi abrió la primera fábrica de radios del mundo en Hall Street, Chelmsford, Inglaterra, con unos 50 empleados.
Usos de la Radio
La radio se utilizó por primera vez en la navegación, utilizando máquinas de telégrafo Morse para transmitir mensajes entre barcos y tierra. Hoy en día, las radios tienen muchas aplicaciones, incluidas redes de datos inalámbricas, diversas comunicaciones móviles y transmisiones de radio.
Las siguientes son algunas de las principales aplicaciones de la tecnología de radio:
Comunicación
Sonido
*La primera forma de transmisión de sonido fue radiotelegrafía marítima. Utiliza un interruptor para controlar si se emiten ondas continuas, produciendo así señales de sonido intermitentes en el extremo receptor, que es el código Morse.
*La radio AM puede transmitir música y sonidos. La radio AM utiliza tecnología de modulación de amplitud, lo que significa que cuanto más alto es el volumen captado por el micrófono, más energía emite la estación. Esta señal es susceptible a interferencias como rayos u otras fuentes de interferencia.
*La radio FM transmite música y sonidos con mayor fidelidad que la radio AM. Con la modulación de frecuencia, cuanto más fuerte recibe el micrófono, mayor será la frecuencia de la señal transmitida. La radio FM funciona en una frecuencia muy alta (VHF). Cuanto mayor sea la banda de frecuencia, mayor será el ancho de banda de frecuencia que tendrá, por lo que podrá dar cabida a más estaciones. Al mismo tiempo, cuanto más corta es la longitud de onda, más se acerca la propagación de las ondas de radio a la propagación lineal de las ondas de luz.
*Las bandas laterales de las transmisiones de FM se pueden utilizar para difundir señales digitales, como logotipos de estaciones, introducciones de nombres de programas, sitios web, información del mercado de valores, etc. En algunos países, las radios FM pueden encontrar automáticamente sus canales originales basándose en la información de la banda lateral después de trasladarse a una nueva área.
*La tecnología VHF AM se utiliza en estaciones de voz utilizadas en navegación y aviación. Esto hace posible utilizar antenas ligeras en aviones y barcos.
*Las estaciones gubernamentales, de bomberos, de policía y comerciales suelen utilizar tecnología FM de banda estrecha en bandas de frecuencia dedicadas. Estas aplicaciones suelen utilizar un ancho de banda de 5 KHz. La fidelidad se sacrifica en comparación con el ancho de banda de 16 KHz del sonido de radio FM o TV.
*Los servicios de voz de alta frecuencia civiles o militares utilizan ondas cortas para comunicarse entre barcos, aviones o lugares aislados.
En la mayoría de los casos, se utiliza tecnología de banda lateral única, que puede ahorrar la mitad de la banda de frecuencia y utilizar la potencia de transmisión de manera más eficiente en comparación con la tecnología de modulación de amplitud.
* La radio terrestre troncalizada (TETRA) es un sistema telefónico troncalizado digital diseñado para departamentos especiales como el ejército, la policía y los servicios de emergencia.
Teléfono
* Los teléfonos móviles o teléfonos móviles son actualmente el método de comunicación inalámbrica más utilizado. El área de cobertura de un teléfono celular generalmente se divide en celdas. Cada celda está cubierta por un transmisor de estación base. En teoría, la forma de la batería de un teléfono móvil es la de un hexágono alveolar, de ahí el nombre del teléfono. Actualmente, los estándares de sistemas de telefonía móvil ampliamente utilizados incluyen GSM, CDMA y TDMA. Los operadores han comenzado a ofrecer servicios de comunicaciones móviles 3G de próxima generación y los estándares líderes son UMTS y CDMA2000.
*Los teléfonos satelitales vienen en dos formas: Inmarsat e Iridium. Ambos sistemas ofrecen cobertura global. INMARSAT utiliza satélites geoestacionarios y requiere antenas direccionales de alta ganancia. Iridium es un sistema satelital de órbita baja que utiliza antenas de telefonía celular directamente.
Televisión
* Normalmente, las señales de televisión analógica se transmiten vía AM, modulación de audio y síntesis en la misma señal.
*La televisión digital utiliza tecnología de compresión de imágenes MPEG-2, que sólo requiere aproximadamente la mitad del ancho de banda de las señales de televisión analógica.
Servicio de Radiocomunicaciones de Emergencia
*Las radiobalizas indicadoras de posición de emergencia, los transmisores de localización de emergencia o las radiobalizas de localización personal son pequeños radiotransmisores que se utilizan para el posicionamiento vía satélite en situaciones de emergencia o para realizar mediciones. Su función es proporcionar a los rescatistas la ubicación exacta del objetivo, proporcionando así un rescate oportuno.
Transmisión de datos
*Equipos de transmisión digital por microondas, satélites, etc. Generalmente se utiliza la modulación de amplitud en cuadratura (QAM). La modulación QAM utiliza la amplitud y fase de la señal para cargar información. De esta manera, se puede transmitir una mayor cantidad de datos por el mismo ancho de banda.
* IEEE 802.11 es el estándar actual de red de área local inalámbrica (WLAN). Utilizando la banda de frecuencia de 2GHz o 5GHz, la velocidad de transmisión de datos es de 11 Mbps o 54 Mbps.
*Bluetooth es una tecnología de comunicación inalámbrica de corto alcance.
Identificación
* Se pueden utilizar dispositivos de radio activos y pasivos para identificar e indicar la identidad de objetos. (Ver Identificación por Radiofrecuencia)
Otros
*La radioaficionados son comunicaciones por radio en las que participan radioaficionados. Las estaciones de radioaficionados pueden utilizar muchas bandas de frecuencia abiertas en todo el espectro. Los fanáticos utilizan diferentes formas de métodos y técnicas de codificación. Algunas de las tecnologías comerciales posteriores, como la modulación de frecuencia, la modulación de amplitud de banda lateral única, la radio por paquetes digitales y los transpondedores de señales de satélite, fueron implementadas por primera vez por aficionados.
Navegación
Todos los sistemas de navegación por satélite utilizan satélites equipados con relojes precisos. Los satélites de navegación transmiten su información de posición y hora. El receptor recibe señales de varios satélites de navegación simultáneamente. El receptor mide el tiempo de viaje de la onda de radio para obtener su distancia a cada satélite y luego calcula su posición precisa.
*El sistema Roland también utiliza el tiempo de propagación de las ondas de radio para el posicionamiento, pero todas sus estaciones transmisoras están ubicadas en tierra.
*Los sistemas VOR se utilizan habitualmente para el posicionamiento de vuelos. Utiliza dos transmisores. Un transmisor direccional siempre emite y gira a una velocidad fija como una baliza. Cuando el transmisor direccional esté orientado hacia el norte, otro transmisor omnidireccional transmitirá un pulso. Un avión puede recibir señales de dos estaciones VOR y determinar así su posición calculando la intersección de los dos haces.
*El posicionamiento por radio es la primera forma de navegación por radio. La radiogoniometría utiliza una antena de cuadro móvil para encontrar la dirección de una estación de radio.
Radar
*El radar calcula el alcance de un objetivo midiendo el retraso de las ondas de radio reflejadas. Y el tipo de superficie del objetivo es causado por la polarización y la frecuencia de la onda reflejada.
*El radar de navegación utiliza ondas ultracortas para escanear las áreas objetivo. La frecuencia de escaneo típica es de dos a cuatro veces por minuto y la topografía está determinada por las ondas reflejadas. Esta tecnología se utiliza habitualmente en buques mercantes y aviones comerciales de larga distancia.
*Los radares polivalentes suelen utilizar las bandas de frecuencia de los radares de navegación. Sin embargo, los pulsos que emite se modulan y polarizan para determinar el tipo de superficie del reflector. Excelente radar multipropósito que puede distinguir lluvias intensas, tierra, vehículos, etc.
*El radar de búsqueda utiliza pulsos de onda corta para escanear un área objetivo, normalmente de 2 a 4 veces por minuto. Algunos radares de búsqueda utilizan el efecto Doppler para distinguir los objetos en movimiento del fondo.
* El radar guiado utiliza un principio similar al radar de búsqueda, pero escanea un área pequeña de forma rápida y repetida, a menudo varias veces por segundo.
*El radar meteorológico es similar al radar de búsqueda, pero utiliza ondas polarizadas circularmente y longitudes de onda que se reflejan fácilmente en las gotas de agua. El radar de perfil del viento utiliza el efecto Doppler para medir la velocidad del viento y el radar Doppler utiliza el efecto Doppler para detectar condiciones meteorológicas adversas.
Calor
* Los hornos microondas utilizan microondas de alta potencia para calentar los alimentos. (Nota: Un error común es creer que la frecuencia utilizada por los hornos microondas es la * * * frecuencia de vibración de las moléculas de agua. De hecho, la frecuencia utilizada es aproximadamente una décima parte de la frecuencia de vibración de las moléculas de agua.
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