تعد موجات الراديو نوع من أنواع الموجات الكهرومغناطيسية لكن أطوالها الموجية في الطيف الكهرومغناطيسي أطول من ضوء الأشعة تحت الحمراء. موجات الراديو ترددها يتراوح بين 30 هرتز 300 غيغاهرتز. و عند تردد 300 GHz يصل الطول الموجي المقابل 1 مم، وعند تردد 30 GHz يصل الطول الموجي 10 آلاف كم. مثل جميع الموجات الكهرومغناطيسية الأخرى، تنتقل الموجات الراديوية بنفس سرعة الضوء في الفراغ. تولَد من خلال الشحنات الكهربائية الخاضعة للتسارع، كالتيارات الكهربائية التي تتغير مع الزمن، تصدر موجات الراديو طبيعيا من خلال البرق والأجرام الفلكية.
توليد الموجات الراديوية
يتم توليد موجات الراديو الاصطناعية من خلال أجهزة الإرسال وتُستَقبل عبر أجهزة الاستقبال اللاسلكية، عن طريق استخدام الهوائيات. يتم استخدام الموجات الراديوية بشكل واسع في التكنولوجيا الحديثة للاتصالات الراديوية الثابتة، والمتغيرة، والبث اللاسلكي، والرادار، وأنظمة الملاحة اللاسلكية، والأقمار الصناعية للاتصالات، وشبكات الكمبيوتر اللاسلكية والكثير من التطبيقات الأخرى.
خصائص الموجات الراديوية
تعد الترددات المختلفة للأشعة الراديوية مميزة بخصائص انتشار متباينة في الغلاف الجوي للأرض، فيمكن أن يتغير مسار الموجات الطويلة حول عوائق كالجبال وتتبع محيط الأرض، ويمكن أن يحدث انعكاس للموجات القصيرة عن الأيونوسفير وترجع إلى للأرض من الأفق، بينما تنحرف أطوال الموجات الأقصر بكثير أو تختفي وتنتقل على طول خط البصر، لهذا بجد ان مسافات الانتشار مقتصرة على الأفق المرئي.
اكتشاف موجات الراديو
** تم توقع موجات الراديو عن طريق العمل الرياضي الذي اجراه العالم الفيزيائي الرياضي البريطاني جيمس كليرك ماكسويل سنة 1867. حيث تنبأت نظريته الرياضية بأن الحقل الكهربائي والمغناطيسي المزدوج يمكن انتقاله من خلال الفضاء لانه موجة كهرومغناطيسية. وقام ماكسويل باقتراح أن الضوء يتكون من موجات كهرطيسية لها طول موجي قصير.
** قام المخترع الإيطالي غولييلمو ماركوني بتطوير أول أجهزة إرسال واستقبال إذاعية عملية في الوقت بين عامي 1894-1895.
** بداية استخدام الاتصالات الراديوية بشكل تجاري سنة 1900.
السرعة، الطول الموجي، والتردد لموجات الراديو
** سرعة انتقال موجات الراديو في الفراغ نفس سرعة الضوء. عند مرورها من خلال وسيط مادي، تتباطأ حسب نفاذية المادة و سماحيتها. وإذا كان الهواء رقيق بدرجة كافية، فتنتقل موجات الراديو من خلال الغلاف الجوي للأرض بسرعة تشبه سرعة الضوء.
** تعريف الطول الموجي هو المسافة بين قمة من المجال الكهربائي للموجة (قمة الموجة) للقمة التي تليها، و يتناسب بشكل عكسي مع تردد الموجة. تبلغ المسافة المقطوعة من الموجة الراديوية في الثانية الواحدة في الفراغ 299,792,458 مترًا (983,571,056 قدمًا) وهو الطول الموجي لإشارة راديو ترددها 1 هرتز.
أساليب انتشار الموجات الراديوية
تقوم الأنظمة الراديوية العملية باستخدام 3 تقنيات من الانتشار الراديوي للاتصال وهم :
1. خط البصر: يوضح موجات الراديو المتنقلة في خط مستقيم من هوائي الإرسال إلى هوائي الاستقبال. لا يحتاج مسار واضح. في الترددات القليلة، يمكن مرور الموجات الراديوية من خلال المباني وأوراق الشجر والعوائق الأخرى.
2. الانتشار غير المباشر: يمكن وصول الموجات الراديوية لنقاط خارج خط البصر من خلال الانعكاس والحيود. يسمح الحيود لموجة الراديو ان تنحني حول العوائق كحافة المبنى أو السيارة.
3. الموجات الأرضية: يمكن أن تنحرف الموجات الراديوية المستقطبة بشكل رأسي فوق التلال والجبال في الترددات التي أقل من 2 ميجا هرتز، أي الموجات المتوسطة و نطاقات الموجات الطويلة. وهذا يرجع للحيود، وتنتشر وراء الأفق، وتتنقل مع موجات السطح التي تتبع محيط الأرض.
4. الموجات السماوية: في الموجات المتوسطة والأطوال الموجية القصيرة، تقوم الموجات الراديوية بعكس الطبقات الموصلة للجسيمات المشحونة (الأيونات) في جزء من الغلاف الجوي يطلق عليه الغلاف الجوي المتأين. لهذا فإن الموجات الراديوية المتجهة الي زاوية في السماء يمكن أن ترجع إلى الأرض خارج الأفق، يطلق علي هذا الانتشار (التخطي) أو (الموجة السماوية).