L'evoluzione delle onde radio

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gli utilizzi, le funzioni e le nuove scoperte

Gran parte di ciò che definisce la nostra vita moderna è reso possibile dalla tecnologia delle onde radio, che ha cambiato il mondo in modi che i primi ricercatori non avrebbero mai potuto prevedere. Nessuno avrebbe avuto l'idea che le onde radio esistessero e che potessero essere sfruttate per la comunicazione wireless. È una storia affascinante che continua a svolgersi fino ad oggi. Torniamo all'inizio per capire come questa tecnologia si è evoluta.

La ricerca sull'elettricità e il magnetismo risale al 1700, ma nessuno fu mai in grado di mettere insieme l'immagine di come funzionava l'elettromagnetismo fino a quando James Clerk Maxwell pubblicò il suo Trattato sull'elettricità e il magnetismo nel 1873. Era la prima volta che qualcuno esponeva un solido, caso matematico per l'esistenza di onde elettromagnetiche. Pochi anni dopo, il fisico tedesco Heinrich Hertz ha dimostrato le idee di Maxwell attraverso la sperimentazione. Hertz, tuttavia, non ha mai compreso tutto il potenziale delle sue scoperte. Il suo interesse per la questione era puramente accademico. Alla domanda su cosa significasse la sua scoperta, ha risposto: "Non serve a nulla".

Se solo avesse vissuto ancora un po '. Nel 1894, lo stesso anno in cui morì Hertz, un inventore italiano di nome Guglielmo Marconi stava conducendo esperimenti nel suo attico per sfruttare la potenza delle onde radio. Poco dopo, si è trasferito in Inghilterra per iniziare dimostrazioni pubbliche dei primi sistemi radio funzionali, utilizzando con successo la tecnologia delle onde radio per trasmettere in modalità wireless i messaggi del telegrafo. Questo culminò in una dimostrazione senza fili di successo attraverso il Canale della Manica nel 1899.

Tuttavia, Marconi aveva ambizioni molto più grandi. Voleva rendere la comunicazione transatlantica senza fili una realtà. All'epoca i cavi sottomarini venivano utilizzati principalmente per la telegrafia transatlantica, ma questi cavi erano costosi e potevano essere facilmente tagliati. Marconi sapeva che la tecnologia delle onde radio aveva il potenziale per rivoluzionare la comunicazione globale, ma doveva prima dimostrare che era praticabile su lunghe distanze. Con l'aiuto del suo consulente scientifico John Ambrose Fleming, ex allievo di Maxwell, iniziò la costruzione della prima stazione di telegrafia senza fili a lunga distanza al mondo a Poldhu, nel sud-ovest dell'Inghilterra. L'obiettivo era quello di trasmettere i segnali a una stazione di ricezione che avevano costruito a Terranova, in Canada. Dopo diverse settimane di tentativi ed errori, Fleming riuscì a trasmettere il messaggio a Marconi, che stava aspettando dall'altra parte in Canada, nel 1901. Tuttavia, erano ancora lontani dall'avere un sistema a lunga distanza percorribile.

Fleming sentiva che i trasmettitori e i ricevitori erano le fonti del problema. I primi sistemi radio utilizzavano il coherer, una prima forma di rivelatore di segnali radio sviluppata nel 1890 dal fisico francese Edouard Branly. I Coherer erano inaffidabili e non erano adatti per i loro obiettivi di comunicazione a lunga distanza. Fleming aveva precedentemente lavorato come consulente per la società Edison e pensava che la progettazione delle lampadine a incandescenza di Edison potesse contenere la risposta per risolvere il loro problema. Nel 1904, sviluppò una valvola a due elettrodi all'interno di un bulbo a vuoto. Passava solo corrente in una direzione e, quando veniva usata con un galvanometro come parte di un circuito elettrico sintonizzato, poteva rilevare con successo le correnti di onde radio ad alta frequenza. Questa innovazione divenne nota come valvola termoionica o a diodo e rappresentò un enorme balzo in avanti per la vitalità della tecnologia delle onde radio. Questo è stato successivamente migliorato con il triodo, sviluppato da Lee de Forest, che potrebbe ulteriormente amplificare il segnale. Questi sistemi a valvole avrebbero goduto di molti decenni di utilizzo nell'elettronica di consumo prima di essere gradualmente eliminati a favore dei transistor negli anni '60 e '70.

Gli anni '20 videro la prossima grande ondata di sviluppo della tecnologia delle onde radio. La società Marconi iniziò a trasmettere programmi ogni giorno e presto venne lanciata la British Broadcasting Company (BBC). Quando le radio personali sono diventate disponibili al pubblico, la tecnologia ha continuato a migliorare gradualmente. Negli anni '30, la maggior parte delle radio di proprietà privata erano ricevitori radio supereterodina o "superhet", che miglioravano notevolmente le prestazioni radio. In questa era prima dell'ascesa della televisione, la radio era il mezzo elettronico dominante per notizie, intrattenimento e sport, e divenne nota come "l'età d'oro della radio".

Fino a questo punto, le onde radio erano state utilizzate principalmente per la comunicazione; prima attraverso la telegrafia, poi con l'audio. La seconda guerra mondiale inaugurò la successiva grande era dell'evoluzione della tecnologia delle onde radio. Oltre alla comunicazione, è stato durante questo conflitto che è stata sviluppata la tecnologia radar e sono state introdotte nel mondo le prime forme di guerra elettronica (e varie contromisure). I primi veicoli telecomandati, compresi gli UAV, sono stati sviluppati per la sorveglianza, aprendo la strada ai droni armati che l'esercito utilizza oggi.

Dopo la guerra, la programmazione televisiva trasmessa via radio è diventata popolare. Sembrava che l'America avesse un ruolo incontrastato nella tecnologia delle onde radio fino al 1957, quando i sovietici lanciarono il famoso satellite Sputnik in orbita. La corsa allo spazio era attiva e la tecnologia delle frequenze radio ha svolto un ruolo indispensabile nel rendere il programma Apollo e altre attività umane nello spazio un successo.

I successivi balzi in avanti arrivarono negli anni '70 e '80 quando fu lanciata la rete GPS, e i primi telefoni cellulari divennero commercialmente disponibili. La tecnologia spaziale ora forniva la navigazione per navi, aerei e persone in tutto il mondo e l'uso del telefono era finalmente veramente mobile. La successiva grande ondata di innovazione è arrivata negli anni '90 e '2000, con lo sviluppo di SMS, Wi-Fi e i primi smartphone.

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