สารานุกรมไทยสำหรับเยาวชนฯ / เล่มที่ ๒๓ / เรื่องที่ ๙ ระบบวิทยุ / สำหรับเด็กระดับกลาง

ในปัจจุบันการสื่อสารหลายๆ ประเภท อาศัยระบบวิทยุ ซึ่งเป็นระบบส่งสัญญาณจากเครื่องส่ง ไปยังเครื่องรับ โดยใช้คลื่นวิทยุเป็นตัวพา คลื่นวิทยุเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่ระหว่าง ๓,๐๐๐ เฮิรตซ์กับ ๓๐๐ กิกะเฮิรตซ์ (หนึ่งเฮิรตซ์คือ หนึ่งรอบต่อวินาที และหนึ่งกิกะเฮิรตซ์เท่ากับหนึ่งพันล้านเฮิรตซ์) ซึ่งสามารถแพร่กระจายได้ในสุญญากาศ และในอากาศด้วยความเร็วเท่ากับความเร็วของแสง ข้อมูล หรือข่าวสารที่จะส่งโดยใช้คลื่นวิทยุนั้น จะต้องอยู่ในรูปของกระแสไฟฟ้า เมื่อกระแสไฟฟ้าถูกป้อนเข้าไปยังเสาอากาศ ก็จะถูกเปลี่ยนรูปเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ส่วนเครื่องรับวิทยุนั้น จะมีเสาอากาศทำหน้าที่แปลงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นกระแสไฟฟ้า ซึ่งจะแปรเป็นรูปแบบที่ต้องการ เช่น เสียงหรือภาพอีกต่อหนึ่ง
ภาพเขียนจำลองดาวเทียมไทยคม ๓
ระบบวิทยุที่สัมผัสกับชีวิตประจำวัน ได้แก่ ระบบวิทยุกระจายเสียงแบบเอฟเอ็ม (FM) แบบเอเอ็ม (AM) และระบบโทรศัพท์มือถือ นอกจากนี้ระบบวิทยุยังใช้สำหรับวิทยุพูดคุยกัน ในระยะใกล้ การสื่อสารระหว่างดาวเทียมกับพื้นโลก การสื่อสารระหว่างยานอวกาศกับพื้นโลก ระบบเรดาร์ ซึ่งใช้ตรวจจับตำแหน่ง และความเร็วของวัตถุ เช่น รถยนต์ และเครื่องบิน แม้แต่การแพร่ภาพของโทรทัศน์ ก็อาศัยคลื่นวิทยุเช่นเดียวกัน ระบบวิทยุกระจายเสียง จะมีเครื่องส่ง ภายในห้องส่ง จะมีผู้ดำเนินรายการ ซึ่งจะพูดหรือร้องเพลง โดยใช้ไมโครโฟน มีเครื่องเล่นเทป เครื่องเล่นแผ่นเสียง หรือเครื่องเล่นซีดี (CD = compact disc) เสียงพูด จะถูกเปลี่ยนเป็นสัญญาณไฟฟ้า โดยตัวไมโครโฟน ส่วนเครื่องเล่นเทป แผ่นเสียงหรือซีดีนั้น สัญญาณที่ได้จะเป็นสัญญาณ ไฟฟ้าอยู่แล้ว สัญญาไฟฟ้านี้จะถูกขยายให้มีกำลังสูงโดยใช้วงจรขยายเพื่อส่งไปยังเสา อากาศ เสาอากาศจะแปลงสัญญาณไฟฟ้าเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า สถานีวิทยุจะกระจายเสียง พร้อมกันจำนวนมากมาย คลื่นวิทยุจากสถานีต่างๆ จะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าโดย เสาอากาศของเครื่องรับวิทยุ ความถี่ที่ใช้ในการกระจายเสียงจากสถานีต่างๆจะแตกต่างกัน เมื่อเราหมุนปุ่มเลือกสถานีของเครื่องรับวิทยุ วงจรภายในก็จะกรองเอาสัญญาณของสถานี อื่นๆ ออก ยกเว้นสถานีที่เราเลือก ดังนั้น ภายในเครื่องรับวิทยุก็จะมีวงจรกรองสัญญาณ วงจรขยายสัญญาณ โดยสัญญาณที่ได้จะไปขับลำโพงอีกทอดหนึ่ง ตัวลำโพงจึงทำหน้าที่ แปลงสัญญาณไฟฟ้าให้เป็นสัญญาณเสียงนั่นเอง การปรับระดับเสียงของเครื่องรับวิทยุ ก็เป็นการปรับกำลังขยายของวงจรขยายสัญญาณนั่นเอง
ผู้ดำเนินรายการวิทยุ กำลังดำเนินรายการในห้องส่งวิทยุ
ในระบบโทรศัพท์มือถือนั้น ผู้ใช้จะมีเครื่องโทรศัพท์ ซึ่งทำหน้าที่รับและส่งสัญญาณวิทยุ เมื่อกดหมายเลข ที่ต้องการโทรแล้ว เครื่องจะส่งสัญญาณเป็นคลื่นวิทยุ ไปยังสถานีฐานที่ใกล้ที่สุดของระบบโทรศัพท์มือถือนั้น หลังจากนั้นสถานีฐานจะทำการต่อหมายเลขให้ การติดต่อระหว่างเครื่องโทรศัพท์กับสถานีฐานนั้น จะเป็นสองทิศทาง กล่าวคือ จะมีการส่งและรับสัญญาณของกันและกัน ระบบเรดาร์ที่ใช้ตามสนามบิน หรือที่ตำรวจจราจรใช้ตรวจจับความเร็วของรถยนต์ ก็ใช้การส่งสัญญาณ โดยคลื่นวิทยุเช่นกัน ในกรณีนี้เครื่องส่ง และเครื่องรับจะอยู่ด้วยกัน กล่าวคือ เครื่องส่งจะส่งสัญญาณชั่วขณะหนึ่ง ไปในทิศทางที่เสาอากาศเล็งเอาไว้ หลังจากนั้น เครื่องรับก็จะรอดูว่ามีวัตถุ (เช่น รถยนต์ หรือเครื่องบิน) สะท้อนสัญญาณ นั้นกลับมาหรือไม่ ถ้ามี เครื่องรับก็จะหาเวลาที่คลื่นใช้ในการเดินทางจากเครื่องส่ง แล้ว สะท้อนกลับมายังเครื่องรับ เวลาที่หาได้สามารถนำไปคำนวณได้ว่าวัตถุอยู่ห่างจากเครื่อง เรดาร์เท่าใด ถ้าหากเครื่องเรดาร์ต้องการทราบความเร็วของวัตถุนั้น ก็จะต้องหาความถี่ ของสัญญาณที่สะท้อนกลับมา ความถี่ที่ได้เมื่อเปรียบเทียบกับความถี่ของสัญญาณที่ส่ง ออกไป สามารถนำไปคำนวณความเร็วของวัตถุนั้นได้
เครื่องวิทยุสื่อสารสำหรับติดต่อระยะใกล้ๆ	การติดต่อกับยานอวกาศที่อยู่นอกโลก ก็ใช้คลื่นวิทยุเช่นเดียวกัน ในกรณีนี้ สัญญาณที่ส่งจากยานอวกาศกลับมายังโลก จะมีกำลังอ่อนมาก เพราะกำลังจ่ายไฟบนยานอวกาศมีจำกัด ดังนั้น สถานีพื้นโลก จึงต้องใช้เสาอากาศที่ใหญ่ เพื่อเพิ่มกำลังในการรับสัญญาณ
เสาอากาศเป็นส่วนสำคัญส่วนหนึ่งของระบบวิทยุ ถ้าไม่มีเสาอากาศ ก็จะไม่สามารถส่งสัญญาณในรูปของคลื่นวิทยุได้ เสาอากาศ จะมีรูปร่างลักษณะแตกต่างกันมาก โดยทั่วไปแล้ว ถ้าคลื่นวิทยุมีความถี่สูงขึ้น เสาอากาศที่ใช้ ก็จะสั้นลง ดังจะสังเกตได้ว่า เครื่องรับวิทยุเอฟเอ็มที่มีเสาอากาศยาวประมาณหนึ่งเมตรจะรับสัญญาณได้ดี ส่วนโทรศัพท์มือถือที่มีเสาอากาศยาวประมาณ ๑๐-๒๐ ซม. เท่านั้น ทั้งนี้ เพราะว่า โทรศัพท์มือถือใช้คลื่นวิทยุที่มีความถี่สูงกว่าความถี่ของคลื่นวิทยุกระจายเสียง นอกจาก ความยาวของเสาอากาศแล้ว รูปร่างของเสาอากาศก็แตกต่างกันออกไป ขึ้นอยู่กับกำลัง ของคลื่นที่รับ ทิศทาง และลักษณะการกระจายของคลื่นนั้นๆ ประโยชน์ของระบบวิทยุก็คือ การติดต่อระหว่างเครื่องส่ง และเครื่องรับ สามารถกระทำได้ โดยไม่ต้องใช้สายตัวนำ ดังนั้น เครื่องส่ง หรือเครื่องรับ จึงไม่ต้องอยู่กับที่ สามารถเคลื่อนที่ไปมาได้ ทำให้เพิ่มความสะดวกสบาย ในการใช้ บางกรณี การใช้ระบบ วิทยุทำให้การลงทุนติดตั้งมีราคาถูกกว่า ดังเช่น การติดตั้งโทรศัพท์ในท้องถิ่นที่ห่างไกล ถ้าหากจะเดินสายโทรศัพท์จากชุมสายไปยังเครื่องรับโทรศัพท์ จะต้องใช้สายโทรศัพท์ที่ยาวมาก และต้องใช้แรงงานในการวางสาย ซึ่งอาจทำให้ค่าใช้จ่ายสูงกว่าการใช้ระบบวิทยุแทน ส่วนการใช้งานบางกรณีจำเป็นต้องใช้ระบบวิทยุอย่างเดียว ไม่สามารถใช้สายตัวนำได้ ดังเช่น การติดต่อกับยานอวกาศ เป็นต้น