Fale radiowe to fale elektromagnetyczne. Teorię która w pełni poprawny sposób opisywała zjawiska elektromagnetyczne był James Clark Maxwell. Poprawność jego teorii sprawdził Hertz w latach 80 XIX wieku, przeprowadzając wiele eksperymentów z wykorzystaniem fal radiowych.
W 1887 roku Hertz po raz pierwszy zademonstrował publice nadawania i odbieranie fal radiowych. Jego zestaw demonstracyjny składał się z nadajnika, który to wytwarzał zmienny prąd elektryczny. Kierunek przepływu tego prądu zmieniał się w sposób gwałtowny wraz z przeskokiem iskry pomiędzy elektrodami. W wyniku szybkich zmian prądu elektrycznego, płyty metalowe emitowały fale radiowe, które z kolei rejestrowane były przez oddalony na 3 metry odbiornik. Odbiornik z kolei stanowiła pętla z drutu, która posiadała przerwę pomiędzy końcami.
Fale radiowe to fale elektromagnetyczne których długości wynoszą powyżej 10-4 m. Fale radiowe jednak można podzielić na szereg typów, ze względu na ich długość fali, czy częstotliwość. Tak więc dzielimy je na:
fale radiowe długie - o długościach fal od 1 do 100 km
fale radiowe średnie - o długościach fal od 100 do 1000 m
fale radiowe krótkie - od długościach fal od 10 do 100 m
fale radiowe ultrakrótkie - od długościach fal od 1 do 10 m
mikrofale - od długościach fal od 10-4 do 1 m
Fale radiowe powstają w wyniku przepływu prądu elektrycznego o wysokiej częstotliwości. Są emitowane przez anteny nadawcze, lub różnego typu radioźródła. Fale radiowe mogą rozchodzić się swobodnie w przestrzeni, w postaci fal kulistych, lub też mogą być prowadzone przez przewody, lub falowody.
Na rozchodzenie się fal radiowych w powietrzu, wpływ ma wiele czynników. Czynnikami tymi są przede wszystkim powierzchnia Ziemia, troposfera i jonosfera. Fale radiowe można także podzielić, ze względu na to w jakich środowiskach się rozchodzą. I tak wyróżniamy:
- fale radiowe przyziemne - są to fale rozchodzące się w pobliżu powierzchni Ziemi (fale powierzchniowe), a także na niewielkich wysokościach nad powierzchnią Ziemi (fale nadziemne)
- fale radiowe troposferyczne - są to fale które propagują się w troposferze
- fale radiowe jonosferyczne -są to fale, które propagują się w jonosferze
Jak wiemy, fale podlegają także działaniu wszelkich zjawisk dla nich charakterystycznych. I w zależności od tego jaka jest długość danej fali, może ona podlegać działaniu dyfrakcji, interferencji, odbiciu, czy załamaniu na granicy dwóch ośrodków. Bardzo duży wpływ na propagację i rejestrację fal radiowy ma jonosfera, czyli górna warstwa atmosfery.
W przypadku transmisji informacji za pomocą fal radiowych, mamy do czynienia z ich odpowiednią modulacją. W przypadku transmisji za pomocą fal długich lub średnich stosowana jest modulacja amplitudowa - AM, czyli informacja jest przekazywana za pomocą zmian amplitudy nadawanego sygnału. Ten sposób nadawania jest bardzo podatny na zakłócenia, które mogą wprowadzić szum do sygnału i inne zniekształcenia. Zakłócenia tutaj mogą wynikać z występowania burz, czy innych zjawisk atmosferycznych, a także w wyniku działania urządzeń elektrycznych domowych. Urządzenia te bowiem same są emiterami fal elektromagnetycznych, które mogą modyfikować amplitudę fali radiowej. Innym sposobem modulacji fali radiowej jest modulacja częstotliwościowa - FM. W technice tej informacja ta jest przekazywana za pomocą niewielkich zmian częstotliwości nadawanej fali radiowej. Dzięki zastosowaniu FM fala ta jest tylko w niewielkim stopniu podatna na zakłócenia (bowiem nie tał łatwo jest zmienić częstotliwość nadanego sygnału). Pewnymi mankamentami tej techniki jest to, że należy tutaj nadawać na falach ultrakrótkich, a i pasmo częstotliwościowe w zakresie którego jest przeprowadzane nadawanie, musi być stosunkowo szerokie.
