Vad är radio?

Radio är konsten att skicka ljud, bilder, data och positioner genom luften – och genom rymden – utan några sladdar. Mobilen, bilnyckeln, Wi-Fi-routern, FM-radion och GPS-mottagaren fungerar alla på samma princip: en sändare skapar osynliga elektromagnetiska vågor som en mottagare långt bort kan fånga upp. Den här artikeln förklarar grunderna, och den är en bra startpunkt för resten av kunskapsbanken.

Radio finns överallt#

Det mesta som är trådlöst i din vardag är radio. Några exempel:

• FM-radion tar emot rundradio i bandet 87,5–108 MHz.
• Mobilen pratar med närmaste basstation i flera olika frekvensband, från några hundra megahertz upp till flera gigahertz.
• Wi-Fi och Bluetooth använder bland annat 2,4 GHz-bandet, och Wi-Fi även 5 GHz.
• GPS och andra satellitnavigeringssystem tar emot svaga signaler från satelliter på omkring 20 000 km höjd.
• Bilnyckeln och den trådlösa termometern sänder korta meddelanden, ofta runt 433 MHz eller 868 MHz.
• Kontaktlös betalning med kort eller telefon använder 13,56 MHz och fungerar bara på några centimeters avstånd.
• Radiostyrda klockor i Sverige ställer sig oftast efter den tyska tidssignalen DCF77 på 77,5 kHz.

Utöver det du själv använder finns radio som sällan syns: flygledningens radio, fartygens sjöradio, radarstationer, radiolänkar mellan master, polisens och räddningstjänstens kommunikationssystem och radioteleskop som lyssnar på rymden.

Sändare, antenn och mottagare#

Tänk dig att du kastar en sten i en stilla sjö. Ringar sprider sig åt alla håll, och en flytande kork en bit bort börjar guppa när vågorna når fram. Radio fungerar på ett liknande sätt, fast vågorna är osynliga och färdas oerhört mycket snabbare.

Sändaren skapar en elektrisk ström som svänger fram och tillbaka mycket snabbt, miljontals eller miljardtals gånger per sekund. Sändaren lägger också in informationen, till exempel ljudet från en mikrofon, i den svängande strömmen.

Antennen är en metalltråd eller metallstav som strömmen skickas ut i. När laddningarna i antennen svänger fram och tillbaka uppstår radiovågor som sprids ut från antennen. Du kan läsa mer om hur det går till i Så fungerar en antenn.

Mottagarens antenn träffas av en liten del av vågorna. De får laddningarna i antennen att svänga i takt med vågen, och en mycket svag ström uppstår. Mottagaren förstärker strömmen, väljer ut rätt signal bland alla andra och plockar fram informationen igen (figur 2).

Samma antenn kan både sända och ta emot. En mobiltelefon är därför både sändare och mottagare. Apparater som kan båda kallas ofta radiostationer, oavsett om det är en walkie-talkie eller en mobil. Byggstenarna beskrivs närmare i Radiosystemets byggstenar.

Frekvens – radions adress#

Strömmen i sändarens antenn svänger ett visst antal gånger per sekund. Det antalet kallas frekvens och mäts i hertz (Hz). En hertz betyder en svängning per sekund. Radiofrekvenser är så höga att vi använder större enheter:

Frekvensen fungerar som en adress. Många sändare kan vara igång samtidigt, men på olika frekvenser. När du vrider på FM-radions ratt eller väljer en kanal ställer du in mottagaren på en viss frekvens, och den släpper då bara igenom signaler just där (figur 3). Det liknar hur du i ett rum fullt av människor kan välja att lyssna på en röst bland många.

Frekvens och våglängd hänger ihop: ju högre frekvens, desto kortare våg. En FM-signal på 100 MHz har en våglängd på ungefär 3 meter, medan Wi-Fi på 2,4 GHz har en våglängd på 12,5 centimeter. Det förklaras i Frekvens, våglängd och periodtid.

Hur kommer informationen med?#

En radiovåg som bara svänger jämnt och lika hela tiden bär ingen information. Den kallas bärvåg. För att skicka något måste sändaren ändra vågen i takt med informationen. Det kallas modulation.

Ett enkelt exempel är en ficklampa som blinkar morsekod: ljuset slås av och på, och mönstret bär meddelandet. På samma sätt kan en radiosändare ändra vågens styrka (amplitudmodulation, AM), dess frekvens (frekvensmodulation, FM) eller göra snabba hopp i vågens takt för att sända ettor och nollor (digital modulation). Läs mer i Vad är modulation?.

Radiovågor är ljusets släktingar#

Radiovågor är elektromagnetiska vågor, samma sorts vågor som ljus, värmestrålning och röntgen. Skillnaden är frekvensen. Radiovågor har mycket lägre frekvens än ljus och kan därför ta sig igenom väggar, moln och mörker, och de kan böjas runt hinder.

Alla elektromagnetiska vågor färdas med ljusets hastighet: 299 792 458 meter per sekund i vakuum, och nästan lika fort i luft. En radiosignal hinner runt jorden ungefär sju och ett halvt varv på en sekund. Signalen från en GPS-satellit når dig på omkring en femtondels sekund. Mer om detta finns i Elektromagnetiska vågor och Det elektromagnetiska spektrumet.

Olika frekvenser beter sig olika#

Var en radiotjänst hamnar i spektrum beror på vad den ska klara av:

• Låga frekvenser (långvåg och mellanvåg) följer jordytan och kan nå långt, men de kan bara bära lite information och kräver stora antenner.
• Kortvåg kan studsa mot jonosfären högt upp i atmosfären och nå andra sidan jorden.
• VHF och UHF, där FM-radio, tv och mobiltelefoni finns, går ungefär i siktlinje men böjs runt kullar och hus till viss del. Antennerna blir lagom stora.
• Mikrovågor på flera gigahertz kan bära enorma mängder data men stoppas lättare av väggar, löv och regn.

Hur vågorna färdas förklaras i Så färdas radiovågor.

Spektrum är en begränsad resurs#

Det finns bara ett radiospektrum, och det delas av alla i hela världen. Om två sändare i närheten av varandra använder samma frekvens samtidigt stör de varandra, ungefär som när två personer pratar i munnen på varandra. Radiovågor stannar inte heller vid landsgränser.

Därför är radiospektrum en begränsad naturresurs som måste planeras. Internationella teleunionen (ITU), som är FN:s fackorgan för telekommunikation, beslutar om ett gemensamt Radioreglemente som delar in spektrum mellan olika radiotjänster. Varje land bestämmer sedan i detalj hur frekvenserna används inom landet. Varför det behövs förklaras i Varför radiospektrum regleras.

Kontrollfrågor#