§          Aσύρματη Επικοινωνία

Ο όρος «ασύρματη επικοινωνία» περιλαμβάνει την εκπομπή και λήψη σημάτων που διαδίδονται στον χώρο με μορφή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων μεταβιβάζοντας πληροφορίες. Η ασύρματη επικοινωνία, που είναι ένας από τους κυριότερους κλάδους των τηλεπικοινωνιών, περιλαμβάνει την ασύρματη τηλεγραφία, την ασύρματη τηλεφωνία και την τηλεόραση. Στην ασύρματη επικοινωνία περιλαμβάνονται ορισμένες ειδικές επικοινωνιακές εφαρμογές, όπως είναι ο ραδιοεντοπισμός (ραντάρ) και ορισμένα ραδιοβοηθήματα ναυσιπλοίας και αεροναυτιλίας καθώς και η βιομηχανική εφαρμογή της θέρμανσης με συχνότητες.

§          Γενικές αρχές

§          Μηχανισμός διάδοσης των κυμάτων

Όπως όλα τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα, έτσι και τα ραδιοκύματα αποτελούνται από ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία που ταλαντώνονται αμοιβαία σε κάθετες μεταξύ τους διευθύνσεις στον χώρο. Όταν αυτά τα δύο πεδία φθάνουν ταυτόχρονα στις μέγιστες και τις ελάχιστες τιμές τους, βρίσκονται δηλαδή σε χρονικό συγχρονισμό, λέμε ότι έχουν την ίδια φάση. Όταν αυξάνει η απόσταση από της πηγή της ενέργειας που δημιουργεί τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα, αυξάνει και η επιφάνεια στην οποία εξαπλώνεται η ηλεκτρική και μαγνητική ενέργεια, με αποτέλεσμα να μειώνεται η ενέργεια που διατίθεται ανά μονάδα επιφανείας. Η ένταση των ραδιοσημάτων, όπως και η ένταση του φωτός, μειώνεται όσο αυξάνει η απόσταση από την πηγή εκπομπής τους.

Κεραία είναι μία διάταξη που διαβιβάζει στον χώρο όσο γίνεται περισσότερη ενέργεια από την ενέργεια της ραδιοσυχνότητας που παράγει ένας πομπός. Η κεραία μπορεί να είναι σχεδιασμένη έτσι που να συγκεντρώνει την ενέργεια των ραδιοκυμάτων σε μια δέσμη (όπως π.χ. οι δέσμες των προβολέων) και να αυξάνει έτσι την αποδοτικότητα της διάδοσης προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση.

§          Διαμορφωτές και αποδιαμορφωτές.

Φέρον είναι ένα κύμα, στην περιοχή των ραδιοσυχνοτήτων, που μεταφέρει πληροφορία. Η πληροφορία «φορτώνεται» στο φέρον κύμα με μια διαδικασία διαμόρφωσης, που έχει ως αποτέλεσμα τη μεταβολή ενός από τα χαρακτηριστικά του φέροντος κύματος, όπως είναι το πλάτος του (διαμόρφωσης πλάτους, ΑΜ), η συχνότητά του (διαμόρφωση συχνότητας, FM)  ή διάρκειά του.

Στις ραδιοφωνικές εκπομπές μεταδίδεται συνήθως ένα μόνο σήμα. Ο ακροατής ακούει ότι θα άκουγε αν βρισκόταν στη θέση του μικροφώνου  του σταθμού κι αν άκουγε μόνο από το ένα αφτί. Το σύστημα δηλαδή είναι μονοφωνικό. Σε ένα τέτοιο σύστημα, ο ακροατής δεν είναι δυνατό να έχει οποιαδήποτε αίσθηση της θέσης των οργάνων σε μια ορχήστρα, ούτε να συλλάβει την οποιαδήποτε προς τα πλάγια κίνηση, παρ’ όλο που μετακινήσεις προς ή από το μικρόφωνο αποδίδονται με μεταβολή στην ένταση του ήχου.

Η στερεοφωνική εκπομπή απαιτεί δύο μικρόφωνα, που να συλλέγουν ήχους, το ένα από τα αριστερά και το άλλο από τα δεξιά. Τα δύο σύνολα πληροφοριών πρέπει να μπορούν να διαχωριστούν  στον δέκτη, και τροφοδοτούν μεγάφωνα που είναι τοποθετημένα δεξιά ( R ) και αριστερά (L) ως προς τη θέση του ακροατή. Για αναπαραγωγή υψηλής πιστότητας μεταδίδεται ολόκληρη η ακουστική περιοχή ως τα 15 κιλοχέρτζ. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί ικανοποιητικά μόνο σε πολύ υψηλές συχνότητες και με διαμόρφωση συχνότητας. Το εκπεμπόμενο σήμα λαμβάνεται σε δύο μονοφωνικούς δέκτες, που ο ένας δέχεται το άθροισμα των αριστερά και δεξιά σημάτων (L+R) και ο άλλος τη διαφορά των δεξιά και αριστερά σημάτων (L-R). Η άθροιση των δύο συνόλων πληροφορίας στην έξοδο του δέκτη αναδεικνύει το αριστερό (L) σήμα, ενώ η αφαίρεσή τους αναδεικνύει το δεξιό  (R ) σήμα.

Ένα άλλο σύστημα διαμόρφωσης διακόπτει και επαναποκαθιστά το φέρον κύμα, δημιουργώντας παλμούς που η διάρκειά ή η θέση τους καθορίζεται από το σήμα της π πληροφορίας. Αυτό το σύστημα παλμοκωδικής διαμόρφωσης (PCM) μπορεί να δώσει καλύτερη προστασία από θόρυβο. Με αυτό το σύστημα διαμόρφωσης μπορεί, με τοποθέτηση καθορισμένων ομάδων παλμών για κάθε κανάλι πληροφορίας σε συγκεκριμένη χρονικό θέση σε σχέση με τα άλλα κανάλια πληροφορίας, να συνδυαστεί με ένα πλήθος ξεχωριστών διαύλων ομιλίας, με μια διαχρονική διαδικασία γνωστή ως πολυπλεξία χρονικού καταμερισμού (TDM). Για τη μετάδοση παλμοκωδικά διαμορφωμένων σημάτων χρειάζεται ένα σχετικά ευρύ κανάλι συχνοτήτων. Για τον λόγο αυτό, το φέρον κύμα έχει εξαιρετικά υψηλή ή υπερυψηλή συχνότητα.

§          Η ιονόσφαιρα

Ένας Άγγλος μαθηματικός, ο Όλιβερ Χέβισαϊντ (Οliver Heavyside), και ένας Αμερικανός ηλεκτρολόγος μηχανικός, ο Άρθουρ Έντουιν Κένελυ (Arthur Edwin Kennely), υπέδειξαν σχεδόν ταυτόχρονα, το 1901, ότι τα ραδιοκύματα, που κανονικά οδεύουν σε ευθείες γραμμές, επιστρέφουν στη γη όταν κατευθύνονται από τον ουρανό. Αυτό συμβαίνει γιατί ηλεκτρισμένα (ιοντισμένα) στρώματα αέρα πάνω από τη γη (γνωστά ως ιονόσφαιρα) ανακλούν ή διαθλούν τις γραμμές διάδοσης των ραδιοκυμάτων προς τη γη, εκτείνοντας έτσι την εμβέλεια ενός πομπού πολύ πέρα από τον οπτικό ορίζοντα. Η υπόθεση αυτή αποδείχθηκε το 1923 όταν παλμοί ραδιοκυμάτων εκπέμφθηκαν κατακόρυφα προς τα πάνω και λήφθηκαν πίσω, μετά την πρόσκρουσή τους στο ανακλαστικό στρώμα.

Το πιο σπουδαίο από τα τρία στρώματα της ιονόσφαιρας είναι το στρώμα F, που έχει σημαντική ικανότητα ανάκλασης των υψηλότερων συχνοτήτων. Κατά τη διάρκεια της ημέρας το στρώμα αυτό συχνά χωρίζεται σε δύο στρώματα (F1 και F2), που είναι σε ύψη περίπου 200 και 400 χιλιομέτρων, το βράδυ όμως υπάρχει μόνο ένα στρώμα σε ύψος 300 χιλιομέτρων περίπου.

§          Θόρυβος, διαλείψεις και παρεμβολές

Κάθε ξαφνική εκκένωση ηλεκτρικής ενέργειας, όπως λόγου χάρη οι κεραυνοί, παράγει ραδιοκύματα μικρή διάρκειας, που συλλέγονται από τις κεραίες όπως και τα κανονικά ραδιοσήματα. Αυτά τα ραδιοκυματικά πακέτα σε ενέργειες παράγουν το κροτάλισμα που ακούγεται σε δέκτες οι οποίοι λειτουργούν με διαμόρφωση πλάτους, όταν κοντά τους πέφτουν κεραυνοί, και χαρακτηρίζονται γενικά ως ο φυσικός θόρυβος του περιβάλλοντος του δέκτη.

Οι διακοπές και οι αποκαταστάσεις της υψηλής τάσης σε γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας μπορούν να δημιουργήσουν παρόμοια φαινόμενα. Στην περίπτωση αυτή οι γραμμές υποβοηθούν τη μεταφορά των σημάτων αυτών, που αποτελούν το ραδιοηλεκτρικό θόρυβο, σε μεγάλες αποστάσεις. Το αναβόσβησμα φώτων και μηχανημάτων μπορεί επίσης να δημιουργήσει το γνωστό κροτάλισμα – παράσιτο όταν ο δέκτης είναι κοντά στην πηγή που παράγει τον θόρυβο. Οι θόρυβοι από τέτοιες πηγές χαρακτηρίζονται ως τεχνητοί.

Και τα δύο είδη θορύβου μειώνονται, γενικά, όσο αυξάνεται η συχνότητα. Εξαίρεση αποτελεί ο θόρυβος του συστήματος ανάφλεξης των αυτοκινήτων, που η μέγιστη δράση του εμφανίζεται στην περιοχή των πολύ υψηλών συχνοτήτων (VHF), προξενώντας ένα ήχο σε γειτονικά μεγάφωνα κάθε φορά που πυροδοτείται κάποιος αναφλεκτήρας (μπουζί). Πολλές χώρες έχουν νομοθεσία που απαιτεί την καταστολή των τεχνητών θορύβων με τη χρησιμοποίηση φίλτρων που μειώνουν το ποσό της ραδιοσυχνότητας που απελευθερώνει η πηγή του θορύβου. Η μεταλλική θωράκιση των ακροδεκτών που συνδέονται με την πηγή του θορύβου περιορίζει τα παράσιτα που εκπέμπονται. Είναι επίσης δυνατό να τοποθετούν ποικίλες διατάξεις μείωσης του θορύβου στην είσοδο των δεκτών.

Θορύβους μπορούν επίσης να προκαλέσουν και οι ανωμαλίες στη ροή ηλεκτρονίων σε μέταλλα, κρυσταλλοτριόδους (τρανζίστορ) και ηλεκτρονικές λυχνίες. Αυτή η πηγή θορύβου οδηγεί τελικά σε περιορισμό της μέγιστης χρήσιμης ενίσχυσης που μπορεί να δώσει σε ένα σήμα ο δέκτης. Ο θόρυβος που οφείλεται στην τυχαία κίνηση ηλεκτρονίων προκαλεί ένα σφύριγμα στο μεγάφωνο. Ραδιοθόρυβος μπορεί επίσης να συλλεγεί από τον γύρω χώρο και να δώσει σφύριγμα όμοιο με τον θόρυβο που προκύπτει από την τυχαία κίνηση των ηλεκτρονίων.

Οι διαλείψεις εξάλλου, που παρατηρούνται στη λήψη σημάτων, οφείλονται σε μεταβολές των χαρακτηριστικών διάδοσης του δρόμου ή των δρόμων που ακολουθεί το σήμα. Αυτό ισχύει ειδικά σε περιπτώσεις που η διάδοση εξαρτάται από ανακλάσεις στην ιονόσφαιρα, όπως γίνεται στα βραχέα (HF). Η διάδοση των κυμάτων στη ζώνη των πολύ υψηλών συχνοτήτων (VHF) και πάνω – περιοχή στην οποία τα ραδιοκύματα διαπερνούν την ιονόσφαιρα – μπορεί να επηρεαστεί από θερμοκρασιακές μεταβολές της στρατόσφαιρας, του τμήματος δηλαδή της ατμόσφαιρας που βρίσκεται σε ύψος μέχρι 15 χιλιόμετρα από την επιφάνεια της γης. Το φαινόμενο των διαλείψεων μπορεί να μειωθεί πάρα πολύ στο μεγάφωνο, του δέκτη με διάφορες ηλεκτρονικές διατάξεις, όπως π.χ. είναι τα συστήματα αυτόματου ελέγχου της ηχητικής έντασης.

§          Ιστορική αναδρομή

§          Η πρόβλεψη του Μάξγουελ

Στις αρχές του 19ου αιώνα, ο Άγγλος φυσικός Μάικλ Φάραντεϋ (Michael Faraday) ανακοίνωσε ότι ένα ηλεκτρικό ρεύμα μπορεί να δημιουργήσει ένα τοπικό μαγνητικό πεδίο και ότι η ενέργεια αυτού του πεδίου επιστρέφει στο κύκλωμα όταν το ρεύμα σταματά ή μεταβάλλεται. Ο Τζέιμς Κλάρκ Μάξγουελ (J.C. Maxwell), καθηγητής Πειραματικής Φυσικής στο Κέιμπριτζ, απέδειξε μαθηματικά το 1864 ότι κάθε ηλεκτρική διαταραχή θα μπορούσε να δημιουργήσει ένα φαινόμενο σε σημαντική απόσταση από το σημείο που συνέβη και προέβλεψε ότι η ηλεκτρομαγνητική ενέργεια θα μπορούσε να ταξιδέψει μακριά από την πηγή, με τη μορφή κυμάτων και με ταχύτητα μετάδοσης ίση με την ταχύτητα του φωτός.

§          Η ανάπτυξη της ασύρματης τηλεγραφίας από τον Μαρκόνι.

Ο Ιταλός Φυσικός Γκουλιέλμο Μαρκόνι (Guglielmo Marconi), που η ιδιοφυΐα του είχε το χαρακτηριστικό της επιμονής και της άρνησης στο να δεχθεί τις γνώμες των ειδικών, επανέλαβε τα πειράματα του Χέρτζ και κατάφερε να πάρει δευτερογενείς σπινθήρες σε απόσταση εννέα μέτρων. Στο πείραμά του είχε ενώσει το ένα άκρο του κύριου σπινθηριστή με ένα κατακόρυφο σύρμα, δηλαδή μια κεραία, και το άλλο με τη γη. Όμοιο κύκλωμα χρησιμοποίησε και στον δεύτερο σπινθηριστή στο σημείο λήψης. Η απόσταση μεταξύ πομπού και δέκτη αυξήθηκε προοδευτικά, αρχικά σε 275 μέτρα, ύστερα σε τρία χιλιόμετρα και μετά από τη μία ως την άλλη όχθη του Στενού της Μάγχης. Τέλος, το 1901, ο Μαρκόνι κατάφερε να εκπέμψει το γράμμα S του κώδικα Μορς από το Πόλντου (Poldhu) της Κορνουάλης και να το λάβει στο Σαιν Τζωρτζ της Νέας Γης (Newfoundland), σε απόσταση δηλαδή περίπου 3.200 χιλιομέτρων, γεφυρώνοντας έτσι τις δύο όχθες του Ατλαντικού Ωκεανού. Για την επίτευξη της ζεύξης σε αυτή την απόσταση, ο Μαρκόνι αντικατέστησε τον δεύτερο σπινθηριστή με μια διάταξη που είχε επινοήσει ο Γάλλος ηλεκτρολόγος μηχανικός Εντουάρ Μπρανλί (Edouard Branly) το 1890. H συσκευή του Μπρανλί αποτελούνταν από ένα σωλήνα γεμάτο με ρινίσματα σιδήρου που πλησίαζαν το ένα το άλλο όταν στα άκρα του σωλήνα εφαρμοζόταν μια τάση ραδιοσήματος. Η «συσπείρωση» αυτή των ρινισμάτων σιδήρου επέτρεπε τη διέλευση ρεύματος από μια βοηθητική πηγή τροφοδοσίας, με αποτέλεσμα να τίθεται σε λειτουργία ένας ηλεκτρονόμος (ρελέ) που αναπαρήγαγε τα μοριακά σήματα. Η διάταξη του Μπρανλί έπρεπε να χτυπιέται ελαφρά κάθε τόσο για να διαχωρίζονται τα ρινίσματα και να προετοιμάζονται για να δεχθούν το επόμενο ραδιοσήμα.

§          Η εμφάνιση της ραδιοφωνίας

Το 1916 ο Ντέιβιντ Σαρνόφ (David Sarnoff), διευθυντής συμβάσεων της εταιρίας American Marconi, πρότεινε να κατασκευαστούν ραδιοφωνικοί σταθμοί που να εκπέμπουν ομιλία και μουσική με ταυτόχρονη μαζική παραγωγή «ενός ραδιομουσικού κουτιού», που θα πουλιόταν στο κοινό. Ο Σαρνόφ έγραφε :

…ένα ραδιοφωνικό κουτί… η διάταξη αυτή πρέπει να φτιαχτεί έτσι που να λαμβάνει σε διάφορα μήκη κύματα, με τη μετακίνηση ενός διακόπτη ή με το πάτημα ενός κουμπιού. Το ραδιομουσικό κουτί μπορεί να είναι εφοδιασμένο με ενισχυτικές λυχνίες και ένα μεγάφωνο, που να είναι στερεά τοποθετημένα μέσα σε ένα κουτί…

Οι προτάσεις του Σαρνόφ δεν μπήκαν σε εφαρμογή αμέσως, κι ένας λόγος ήταν η είσοδος της Αμερικής στον Α΄ Παγκόσμιο Πόλεμο το 1917, αποδείχθηκαν όμως πάρα πολύ πρακτικές. Η πρώτη ψυχαγωγική ραδιοφωνική εκπομπή έγινε από τον γερμανικό στρατό το 1917, ο πρώτος όμως κανονικός ραδιοφωνικός σταθμός ήταν ο KDKA στο Πίτσμπουργκ, που άρχισε να λειτουργεί τον Νοέμβριο του 1920. Η υπηρεσία αυτή έγινε αμέσως δημοφιλής, με αποτέλεσμα να εξαπλωθεί ταχύτατα σε ολόκληρο τον κόσμο.

Η ζώνη των μεσαίων συχνοτήτων αποδείχθηκε ανεπαρκής, τόσο στην Ευρώπη όσο και στην Αμερική, από το γεγονός ότι δεν μπορούσε να εξασφαλίσει αρκετά ραδιοφωνικά κανάλια. Αποτέλεσμα της στενότητας αυτής του φάσματος των μεσαίων συχνοτήτων ήταν η αξιοσημείωτη ανάπτυξη της περιοχής των πολύ υψηλών συχνοτήτων (VHF), γνωστών τότε με τον όρο υπερβραχέα, μετά τον Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο. Η μεγαλύτερη διαθεσιμότητα καναλιών στα υπερβραχέα επέτρεψε τη χρησιμοποίηση της τεχνικής της διαμόρφωσης συχνότητας (FM) για στερεοφωνικές εκπομπές (δύο κανάλια εκπομπής), έτσι που το ένα κανάλι να μπορεί να δώσει μονοφωνικό ήχο στους συνηθισμένους δέκτες FM και στερεοφωνικό στους δέκτες τους εφοδιασμένους με ειδική διάταξη διαχωρισμού των δύο καναλιών.

Τα βραχέα κύματα χρησιμοποιούνται επίσης στη ραδιοφωνία και οι χαμηλότερες συχνότητες (περίπου τέσσερα μεγαχέρτζ) χρησιμοποιούνται στις τροπικές χώρες για τοπικές ραδιοφωνικές εκπομπές. Οι συχνότητες αυτές παρουσιάζουν κάποια πλεονεκτήματα, σε σχέση με τα μεσαία κύματα κατά την εποχή των τροπικών βροχών, όταν οι κεραυνοί δημιουργούν σοβαρό ατμοσφαιρικό θόρυβο. Το σήμα όμως θα πρέπει να λαμβάνεται με σχεδόν κατακόρυφη ανάκλαση από την ιονόσφαιρα, με αποτέλεσμα οι διαλείψεις και οι παραμορφώσεις να είναι, γενικά, μεγαλύτερες απ’ ότι στα μεσαία κύματα.

Ραδιοφωνικές εκπομπές σε μεγάλες αποστάσεις (εκτός από την περίπτωση χρησιμοποίησης δορυφόρου) δεν μπορεί να γίνουν παρά μόνο στα βραχέα, που ανακλώνται από την ιονόσφαιρα και  επιστρέφουν στη Γη. Ομάδες καναλιών ταξινομούνται σε όλο το φάσμα των βραχέων για εξωτερικές εκπομπές, πέρα από τα εθνικά σύνορα του ραδιοσταθμού. Ο διαθέσιμος σήμερα αριθμός καναλιών δεν επαρκεί για τις χώρες που θέλουν να κάνουν εκπομπές στα βραχέα και παρά την ύπαρξη – ως έναν βαθμό – διεθνούς ελέγχου, οι παρεμβολές αποτελούν συχνά ένα σοβαρό πρόβλημα, ειδικά το βράδυ, οπότε χρησιμοποιούνται περισσότερο οι χαμηλότερες συχνότητες της ζώνης, μια και οι υψηλότερες συχνότητες τείνουν να αχρηστευθούν εξαιτίας της μειωμένης ανακλαστικότητας της ιονόσφαιρας.

Ραδιοφωνικές εκπομπές μπορούν σήμερα να πραγματοποιηθούν από γεωστατικούς δορυφόρους (δορυφόρους, δηλαδή, που διατηρούν σταθερή τη θέση τους σε σχέση προς τη γη), οι περιορισμοί όμως που παρουσιάζουν οι δορυφόροι ως προς την ισχύ τροφοδοσίας τους και το μέγεθος των κεραιών τους οδηγούν στη χρησιμοποίηση συχνοτήτων). Η απόσταση των γεωστατικών (ή γεωσύγχρονων) δορυφόρων από την επιφάνεια της Γης είναι περίπου 36.000 χιλιόμετρα, με αποτέλεσμα το σήμα στην επιφάνεια της Γης να είναι πολύ ασθενικό. Για τη λήψη, συνεπώς, σημάτων από δορυφόρους είναι απαραίτητος ένας πολύ ευαίσθητος δέκτης και ένα πολύ κατευθυντικό σύστημα κεραίας. Ένα άλλο μειονέκτημα είναι το γεγονός ότι πάνω στην επιφάνεια της Γης που καλύπτεται από τη ραδιοδέσμη της δορυφορικής κεραίας η συγκεκριμένη συχνότητα δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί από άλλους πομπούς.

§          Εφαρμογές

§          Εφαρμογές στη ραδιοτηλεφωνία

Η μεγαλύτερη χρήση των ασύρματων επικοινωνιών γίνεται στις τηλεπικοινωνίες. Τηλεγραφικά, τηλεφωνικά και τηλεοπτικά σήματα μεταδίδονται με μικροκυματικά (πάνω από 1.000 μεγαχέρτζ) συστήματα ασύρμάτων είτε μεταξύ επίγειων πύργων είτε μέσω δορυφόρου, ενώ για υπερπόντιες τηλεπικοινωνιακές ζεύξεις χρησιμοποιούνται τα βραχέα. Οι ραδιοφωνικές (AM και FM) και τηλεοπτικές εκπομπές αποτελούν σήμερα μια παγκόσμια βιομηχανία με τεράστιο ενδιαφέρον και η κινητή ραδιοτηλεφωνική εξυπηρέτηση κινούμενων οχημάτων – όπως είναι τα αυτοκίνητα, τα πλοία και τα αεροσκάφη- έχει ήδη καταλάβει μεγάλος μέρος της παγκόσμιας αγοράς.

Υπηρεσίες έκτακτης ανάγκης. Πριν από την ανακάλυψη της ραδιοτηλεφωνίας τα σήματα κινδύνου των πλοίων περιορίζονταν σε οπτικές αποστάσεις. Μια από τις πρώτες σπουδαίες εφαρμογές του ασυρμάτου ήταν και η εκπομπή του ναυτιλιακού σήματος κινδύνου SOS στο μοριακό αλφάβητο. Για να μπορεί να εκδηλωθεί μια άμεση απόκριση όταν εκπέμπεται ένα σήμα SOS, θα πρέπει οι διατάξεις λήψης όλων των πλοίων να έχουν χειριστή σε 24ωρη βάση λειτουργίας. Το 1927 έγινε με διεθνείς κανονισμούς υποχρεωτικό για όλα τα πλοία που δεν διατηρούν μόνιμη ακρόαση ασυρμάτου να διαθέτουν δέκτη αυτόματου συναγερμού, συντονισμένο στη συχνότητα των 500 κιλοχέρτζ, που είναι η διεθνώς συμφωνημένη ναυτική συχνότητα κινδύνου.

Παρόμοια πρόβλεψη έχει γίνει και για τα αεροσκάφη για κλήσεις κινδύνου, σε συχνότητα 121,5 μεγαχέρτζ. Έχει όμως γίνει συνήθεια  στους χειριστές των αεροσκαφών να επικοινωνούν με τους ελεγκτές εναέριας κυκλοφορίας μέσα από το κανονικό τους κανάλι επικοινωνίας και σε περιπτώσεις κινδύνου να χρησιμοποιούν την κωδική λέξη «μέι ντέι» (Mayday, από το γαλλικό m’aider που σημαίνει «βοήθεια»).

§          Εφαρμογές στις επικοινωνίες πλοίων και αεροσκαφών

      Οι ναυτιλιακές ασύρματες επικοινωνίες έχουν γίνει σήμερα η κύρια μέθοδος

ελέγχου της ναυτιλίας από τους εφοπλιστές και τις λιμενικές αρχές. Ταυτόχρονα, αποτελούν μέσο ειδοποίησης σε περιπτώσεις βλαβών που οδηγούν τα πλοία σε ακυβερνησία, και ένα τρόπο πρώτης βοήθειας σε περιπτώσεις τραυματισμών ή ξαφνικών ασθενειών. Τέλος, η ασύρματη επικοινωνία χρησιμοποιείται για τη μετάδοση μετεωρολογικών δελτίων, που είναι τόσο σπουδαία για την ασφαλή ναυσιπλοία.

Η ανάπτυξη των αεροπορικών μεταφορών επιβατών δημιούργησε την ανάγκη για ασύρματες επικοινωνίες μεταξύ αεροσκαφών και εδάφους, τόσο για οδηγίες προσγείωσης και απογείωσης, όσο και για ανταλλαγή άλλων χρήσιμων στοιχείων.

Ο ραδιοεντοπισμός ανακαλύφθηκε πολύ γρήγορα και πρωτοχρησιμοποιήθηκε από τη Μεγάλη Βρετανία κατά τη διάρκεια του Α΄ Παγκοσμίου πολέμου για την παρακολούθηση των δραστηριοτήτων του γερμανικού στόλου. Με τη μέθοδο αυτή, μπορεί να καθοριστεί η άγνωστη θέση ενός πομπού, αν προσδιοριστούν οι κατευθύνσεις από τις οποίες λαμβάνεται το σήμα του πομπού σε δύο  συγκεκριμένες θέσεις λήψης. Ένα πλοίο, εξάλλου, μπορεί να καθορίσει το στίγμα του, εντοπίζοντας τις κατευθύνσεις από τις οποίες λαμβάνει τα σήματα δύο ή περισσότερων παράκτιων σταθμών που βρίσκονται σε διαφορετικές θέσεις. Η ευκολία αυτή έχει ιδιαίτερη αξία σε περιπτώσεις που η ορατότητα είναι πολύ μικρή. Στον Β΄Παγκόσμιο πόλεμο όλα τα βομβαρδιστικά αεροπλάνα ήταν εφοδιασμένα με διατάξεις ραδιοεντοπισμού των στόχων τους.

§          Εφαρμογές της ραδιοτηλεγραφίας

Η ραδιοτηλεγραφία αποτελεί μια από τις απλούστερες μεθόδους τηλεπικοινωνίας, αφού είναι ένα σύστημα μεταφοράς πληροφορίας με διαδικασία της μορφή ΝΑΙ ή ΟΧΙ. Όταν η ραδιοτηλεγραφική επικοινωνία γίνεται χειροκίνητα, η ταχύτητά της είναι πολύ μικρότερη από την ομιλία, με μέγιστη τιμή περίπου 20 λέξεις το λεπτό. Ταχύτερη ραδιοτηλεγραφική επικοινωνία μπορεί να επιτευχθεί με μηχανική λειτουργία. Ένα τηλέτυπο μπορεί να μεταδώσει ή να λάβει περίπου 75 λέξεις στο λεπτό και μια διάτρητη χαρτοταινία περίπου 400 λέξεις στο λεπτό. Πλεονέκτημα της αυτόματης εκπομπής και λήψης αποτελεί το γεγονός ότι στην περίπτωση αυτή είναι διαθέσιμη μια καταγραφή του μηνύματος τόσο στον τόπο εκπομπής όσο και στον τόπο λήψης.

§          Στρατιωτικές χρήσεις.

           Κατά τη διάρκεια του Α΄ Παγκοσμίου πολέμου, η χρήση των ασύρματων επικοινωνιών ήταν περιορισμένη, αν εξαιρέσει κανείς τις ναυτικές επιχειρήσεις και το ότι, προς το τέλος του πολέμου, μερικά αεροπλάνα προσδιορισμού στόχων του πυροβολικού είχαν εξοπλιστεί με πομπούς.

Στον Β΄ παγκόσμιο πόλεμο η εξάπλωση των ασύρματων επικοινωνιών ήταν τεράστια και υπήρχε σταθερή επαφή μεταξύ προωθημένων μονάδων και αρμάτων μάχης με τα στρατηγεία. Όλα τα μηνύματα που υπήρχε πιθανότητα να υποκλαπούν στέλνονταν κωδικοποιημένα, παρ’ όλο που σε ορισμένες καταστάσεις μάχης τα μηνύματα στέλνονταν με ομιλία χωρίς κωδικοποίηση.

Όλες οι ζώνες ραδιοσυχνοτήτων μπορούν να χρησιμοποιηθούν για στρατιωτικούς σκοπούς. Οι τηλεπικοινωνίες μεγάλων αποστάσεων κατά τον Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο γίνονταν αποκλειστικά στα βραχέα. Η ανάπτυξη των δορυφόρων έκανε δυνατή τη χρησιμοποίηση μικροκυματικών επικοινωνιών, που έχουν μεγαλύτερη αξιοπιστία και μικρότερη πιθανότητα μεταβίβασης εσφαλμένου μηνύματος, λόγω της εξάλειψης των προβλημάτων πολλαπλών διαδρομών που υπάρχουν στα βραχέα.

Ένα από τα κύρια προβλήματα των στρατιωτικών ασύρματων επικοινωνιών είναι η δυνατότητα που έχει ο εχθρός για παρεμβολές και παράσιτα . Για την αντιμετώπιση αυτού του είδους προβλημάτων χρησιμοποιούνται συστήματα κεραιών πολύ υψηλής κατευθυντικότητας και διάφορες άλλες τεχνικές ηλεκτρονικών αντιμέτρων.

Οι ασύρματες επικοινωνίες παίζουν επίσης σημαντικό ρόλο στην καθοδήγηση αεροσκαφών, τη σκόπευση των πυροβόλων, την τηλεκατεύθυνση των βλημάτων και την παρακολούθηση των δραστηριοτήτων του εχθρού με ραντάρ ή με παρατηρήσεις μέσω δορυφόρου.

§          Χρήση των ασύρματων επικοινωνιών από κυβερνήσεις και πολιτικές αρχές.

 Η ραδιοφωνία είναι ένα ουσιαστικό εργαλείο των εθνικών κυβερνήσεων και σε μικρότερη έκταση, της τοπικής αυτοδιοίκησης σε ολόκληρο τον κόσμο. Τα μικροκύματα παίζουν ζωτικό ρόλο σε τηλεφωνικές και τηλεγραφικές ζεύξεις εθνικής κλίμακας και τα βραχέα στην επικοινωνία με τις πρεσβείες στο εξωτερικό. Για την επικοινωνία με το εξωτερικό μεγάλη σπουδαιότητα αρχίζουν να αποκτούν και οι δορυφορικές ζεύξεις.

Η ραδιοφωνία δεν αποτελεί απλώς και μόνο ένα μέσο μετάδοσης κυβερνητικών ανακοινώσεων, αλλά και εκπαιδευτικών προγραμμάτων, ειδικά σε αναπτυσσόμενες χώρες, όπου υπάρχει στενότητα διδασκαλικού δυναμικού. Η ραδιοφωνία μπορεί επίσης να αποτελέσει δραστικό μέσο για να διατηρήσει ή για να υποσκάψει το ηθικό, και χρησιμοποιείται για προπαγάνδα ή ψυχολογικό πόλεμο. Πολλές χώρες καταφεύγουν στην παρεμβολή παράσιτων σε εκπομπές που προέρχονται από το εξωτερικό, παρά το κόστος που έχουν πολλές φορές σε απώλεια τηλεπικοινωνιών καναλιών.

Για τη συλλογή και την καταχώρηση νέων από όλα τα μέρη του κόσμου, πολλές κυβερνήσεις χρησιμοποιούν ειδικά πρακτορεία ειδήσεων που λειτουργούν ραδιοτηλεοπτικά.

Οι πολιτικές υπηρεσίες χρησιμοποιούν ασύρματες επικοινωνίες στον συντονισμό πυροσβεστικών υπηρεσιών, στην αστυνομία, στις υπηρεσίες παροχής πρώτων βοηθειών και στις υπηρεσίες ελέγχου  κυκλοφορίας, καθώς επίσης και για την αντιμετώπιση έκτακτων αναγκών σε περίπτωση εθνικών καταστροφών, όπως είναι οι πλημμύρες, οι τυφώνες και οι σεισμοί. Στις περιπτώσεις αυτές η πιο χρήσιμη περιοχή συχνοτήτων είναι οι πολύ υψηλές συχνότητες (VHF).

§          Ειδικές Εφαρμογές των ασύρματων επικοινωνιών.

Ασύρματος τηλεχειρισμός. Υπάρχουν πολλές περιπτώσεις στις οποίες σήματα ελέγχου και επίβλεψης της λειτουργίας μηχανημάτων δεν μπορούν να μεταφερθούν με τη χρησιμοποίηση καλωδίων. Παραδείγματα τέτοιων περιπτώσεων είναι τα οχήματα χωρίς χειριστή, όπως πλοιάρια ή αερομοντέλα, τα αεροπλάνα που επιχειρούν τυφλές – χωρίς ορατότητα- προσγειώσεις, διαστημόπλοια που τοποθετούνται σε γήινη τροχιά κ.α. Σε τέτοιες περιπτώσεις μπορεί να χρησιμοποιηθεί με επιτυχία ο έλεγχος με ασύρματη επικοινωνία. Κωδικοποιημένα σήματα ελέγχου χρησιμοποιούνται για τη διαμόρφωση μιας φέρουσας συχνότητας, και το κινούμενο αντικείμενο έχει έναν δέκτη μόνιμα συντονισμένο στη συχνότητα αυτή. Το σήμα ελέγχου μπορεί να είναι ένα απλό σήμα «διακοπής – αποκατάστασης», που θέτει σε λειτουργία έναν ηλεκτρονόμο με σκοπό τη διακοπή ή αποκατάσταση της λειτουργίας του κινητήρα ενός αερομοντέλου, ή μια σειρά κωδικών σημάτων που ελέγχουν το ύψος, το αζιμούθιο, τη γωνία ανύψωσης και την ταχύτητα ενός αεροσκάφους που πραγματοποιεί αυτόματη ή τυφλή προσγείωση.

Ο τηλεχειρισμός συσκευών ασύρματης επικοινωνίας αποτελεί σήμερα μια πολύ κοινή πρακτική, και πολλές εγκαταστάσεις για τηλεφωνικές, τηλεγραφικές ή ραδιοφωνικές εκπομπές τηλεδιευθύνονται με σήματα που μεταφέρονται στις εγκαταστάσεις με ενσύρματο τρόπο. Ο χειριστής μπορεί να διαλέξει από μακριά την επιθυμητή φέρουσα συχνότητα,. το κανάλι τηλεγραφίας, ομιλίας ή μουσικής, την κεραία εκπομπής και να ρυθμίσει τον συντονισμό των βαθμίδων ραδιοσυχνότητας του πομπού. Οι δέκτες μπορούν να τηλεκατευθυνθούν με ένα απλό πίνακα ελέγχου που διαθέτει τα μέσα για επιλογή του επιθυμητού εισερχόμενου σήματος και της σωστής κεραίας, όπως επίσης και για τον συντονισμό των κυκλωμάτων, τη ρύθμιση της στάθμης εξόδου του δέκτη και τη δρομολόγηση της εξόδου του δέκτη προς οποιονδήποτε προορισμό.

Οι πομποί της ραδιοφωνίας μπορεί να λειτουργούν για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα της ημέρας ή να μπαίνουν σε λειτουργία και να επιβλέπονται από έναν κύριο σταθμό. Η επίβλεψη μπορεί να περιλαμβάνει έλεγχο όλων των συνθηκών ποιότητας του προγράμματος και να ειδοποιεί ότι δεν είναι ικανοποιητικές ή ότι ο πομπός δεν εκπέμπει. Υπάρχουν επίσης συστήματα που δίνουν στον χειριστή πληροφορίες για την κατάσταση διαφόρων σημείων λειτουργίας της συσκευής. Οι ανεπίβλεπτοι πομποί έχουν γενικά όλα τα ευαίσθητα κυκλώματά τους διπλά (το κύκλωμα εξόδου τους, για παράδειγμα), ώστε η βλάβη του ενός να επιτρέπει τη συνέχιση της εκπομπής, έστω και με μειωμένη ισχύ.

Ασύρματη τηλεειδοποίηση. Η αποδοτική απασχόληση πολλών κατηγοριών προσωπικού βελτιώνεται με ένα μέσο που μεταδίδει ένα μήνυμα έκτακτης ανάγκης ή αλλαγής κάποιου προγράμματος. Ένας γιατρός μπορεί να φέρει μια ελαφριά φορητή διάταξη συναγερμού που να λειτουργεί επαγωγικά μέσω καλωδίων εντοιχισμένων στην οροφή ή στους τοίχους των θαλάμων ενός νοσοκομείου. Η συχνότητα που χρησιμοποιείται μπορεί να είναι στην περιοχή των ακουστικών ή των χαμηλών ραδιοσυχνοτήτων και ο δέκτης να είναι λεπτά συντονισμένος για να δέχεται την επιλεγόμενη συχνότητα τηλεειδοποίησης. Το σύστημα αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο σε περιορισμένες περιοχές και η κάλυψη μιας μεγάλης γεωγραφικής περιοχής απαιτεί γενικά επικοινωνία με ομιλία με διαμόρφωση πλάτους ή συχνότητας στις ζώνες των πολύ υψηλών και των εξαιρετικά υψηλών συχνοτήτων. Αν το μήνυμα που πρόκειται να σταλεί είναι απλά και μόνο ένα «γύρνα στη βάση σου» ή ένα «τηλεφώνησε από τη βάση του από το πλησιέστερο τηλέφωνο», μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα απλό σήμα συναγερμού που θα μπορεί να στέλνεται με μια επιλογική κλήση σε οποιονδήποτε συνδρομητή του συστήματος τηλεειδοποίησης.

§          Κατασκευή ασύρματων δεκτών

Από τις πρώτες μέρες της ανάπτυξης των ασυρμάτων και μέχρι το τέλος του Β΄ Παγκοσμίου πολέμου, οι δέκτες αποτελούνταν από αντιστάσεις, πυκνωτές, πηνία και ηλεκτρονικές λυχνίες που συνδέονταν μεταξύ τους με καλώδια, τα οποία έφεραν μόνωση σε διάφορους χρωματισμούς. Ένας χρωματιστός κώδικας, όπως για παράδειγμα το μαύρο χρώμα για τα νήματα των λυχνιών, το πράσινο για το πλέγμα κλπ, υιοθετήθηκε σε παγκόσμια κλίμακα, για να διευκολύνεται τόσο η κατασκευή όσο και ο εντοπισμός βλαβών. Αργότερα, τα καλώδια κόβονταν στο σωστό μήκος και ενώνονταν σε δέσμες για τη διευκόλυνση και επιτάχυνση της συναρμολόγησης. Χρησιμοποιήθηκαν επίσης διατάξεις σύνδεσης με τη μορφή ρευματοδοτών και ρευματοληπτών, για τη σύνδεση μιας βαθμίδας του δέκτη με την επόμενη. Η ανάπτυξη, κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 1940, της τεχνικής των τυπωμένων κυκλωμάτων οδήγησε στη σημαντική μείωση της χειρωνακτικής εργασίας και τους κατασκευαστικού κόστους των δεκτών.

Η Ασύρματη Επικοινωνία έχει συμβάλει στη ραγδαία ανάπτυξη της Τεχνολογίας και αποτελεί ένα από τα πιο αποτελεσματικά και εξελιγμένα μέσα επικοινωνίας. Με τον τρόπο αυτό επιτυγχάνεται η ανάγκη των επιχειρήσεων, οργανισμών και κοινών ανθρώπων για επικοινωνία με διάφορα σημεία του πλανήτη σε υψηλές ταχύτητες. Οι αποστάσεις δεν αποτελούν πλέον εμπόδιο στην επικοινωνία με τις διάφορες μεθόδους που εφαρμόζονται στη σύγχρονη εποχή.