wykorzystanie fal do komunikacji
Gdy komunikujemy się ze sobą, posługujemy się głosem, modulując fale mechaniczne emitowane przez nasze struny głosowe. Wielcy fizycy tacy jak Hertz, Tesla, Branly i Marconi twierdzili, że możliwe jest wykorzystanie fal elektromagnetycznych do przesyłania informacji drogą powietrzną.
Dzięki zrozumieniu zjawiska elektromagnetyzmu pod koniec XIX wieku możliwe było ujarzmienie elektryczności, która poprzez sztucznie generowane pola elektromagnetyczne stała się nieodzownym elementem naszego życia. Dziś pola elektromagnetyczne obecne są w każdym domu. Zjawisko to związane jest z działaniem żarówek, kuchenek mikrofalowych, telefonów bezprzewodowych, kuchenek indukcyjnych oraz oczywiście routerów Wi-Fi, a także wszystkich podłączonych do nich urządzeń.
fale radiowe
Do przenoszenia informacji wykorzystywane są różne zakresy częstotliwości pola elektromagnetycznego. Najpopularniejsze jednak są fale radiowe, nazywane także częstotliwościami radiowymi. Obejmują one szeroki zakres częstotliwości: od kilkudziesięciu kiloherców do 300 gigaherców. Różne pasma częstotliwości wykorzystywane są na różne sposoby. Przydział częstotliwości ma na celu zapewnienie sprawnej obsługi każdego użytkownika oraz pozwala uniknąć zakłóceń transmisji i łączności, które mogłyby np. uniemożliwić skuteczną komunikację policji i straży pożarnej przez zakłócenia spowodowane wykorzystaniem tej samej częstotliwości przez prywatne osoby (np. w krótkofalówkach).
Opanowanie nauki dotyczącej fal radiowych pozwoliło także opracować telegrafię, a następnie odbiornik radiowy i telewizyjny oraz obecnie wykorzystywane formy telekomunikacji: przekaźniki radiowe i telewizyjne, łącza satelitarne, sieci telefonii komórkowej GSM itd.
w jaki sposób fale radiowe przenoszą informacje?
Podstawowa zasada działania nie jest skomplikowana. Po jednej stronie nadajnik „szyfruje” wiadomości, zmieniając amplitudę lub częstotliwość fali. Przypomina to kod Morse’a. Po drugiej stronie odbiornik nastawiony na fale tej samej długości (częstotliwości) odbiera sygnał i „odszyfrowuje” go w żądanej formie, np. w postaci dźwięków, obrazów, danych itd.
Wszystkie systemy komunikacji bezprzewodowej, od pilota zdalnego sterowania do satelity krążącego po orbicie, działają w oparciu o tę zasadę, aczkolwiek do szyfrowania sygnałów elektromagnetycznych wykorzystywane są coraz bardziej skomplikowane technologie. Mają one na celu poprawę jakości sygnału, zwiększenie liczby przekazywanych informacji (nawet dziesięciokrotnie) oraz bezpieczeństwo transmisji.
Fale radiowe wykorzystujemy niemal w każdej sferze naszego codziennego życia. Poranne wiadomości docierają do nas z odbiornika radiowego AM/FM, kanałów informacyjnych na telefonie komórkowym lub telewizora; za pomocą telefonu komórkowego obsługującego technologię NFC możemy płacić zbliżeniowo za drobne zakupy dokonywane w ciągu dnia – kawa, pieczywo, opłaty parkingowe; fale te umożliwiają powiadamianie w nagłych przypadkach odpowiednich służb (policja, straż, pogotowie); dodatkowo umożliwiają komunikację pomiędzy obiektami inteligentnymi, dzięki ogólnodostępnym sieciom i protokołom komunikacji, takim jak Wi-Fi, Bluetooth, LORA, DECT… oraz oczywiście naszą komunikację służbową i prywatną. W dzisiejszych czasach fale radiowe stały się niezbędne.