คลื่นวิทยุ (เดิมเรียกว่าคลื่นเฮิรตซ์ ) เป็น รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่ง ที่มี ความถี่ต่ำที่สุด และ ความยาวคลื่นยาวที่สุดในสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าโดยทั่วไปมีความถี่ต่ำกว่า 300 กิกะเฮิรตซ์ (GHz) และความยาวคลื่นมากกว่า1 มิลลิเมตร ( 3/64นิ้ว) ซึ่ง มีขนาดประมาณเส้นผ่านศูนย์กลางของเมล็ดข้าว คลื่นวิทยุที่มีความถี่สูงกว่าประมาณ 1  GHz และความยาวคลื่นสั้นกว่า 30  เซนติเมตรเรียกว่าไมโครเวฟ [ ^{1 ] เช่น} เดียวกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหมด คลื่นวิทยุในสุญญากาศเดินทางด้วยความเร็วแสงและในชั้นบรรยากาศของโลกด้วยความเร็วที่ต่ำกว่าเล็กน้อย คลื่นวิทยุเกิดจากอนุภาคที่มีประจุซึ่งกำลังเร่งความเร็วเช่นกระแสไฟฟ้า ที่เปลี่ยนแปลงตามเวลา [ ^{2 ]}คลื่นวิทยุที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติถูกปล่อยออกมาจากฟ้าผ่าและวัตถุทางดาราศาสตร์^และเป็นส่วนหนึ่งของ รังสี ^{วัตถุ}ดำที่ปล่อยออกมาจากวัตถุอุ่นทั้งหมด[ ^{3 ]}

คลื่นวิทยุถูกสร้างขึ้นโดยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เรียกว่าเครื่องส่งสัญญาณซึ่งเชื่อมต่อกับเสาอากาศที่แผ่คลื่นออกมา คลื่นเหล่านี้จะถูกรับโดยเสาอากาศอีกตัวที่เชื่อมต่อกับเครื่องรับสัญญาณวิทยุซึ่งทำหน้าที่ประมวลผลสัญญาณที่ได้รับ คลื่นวิทยุถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีสมัยใหม่สำหรับการสื่อสารทางวิทยุแบบอยู่กับที่และแบบเคลื่อนที่การออกอากาศระบบเรดาร์และระบบนำทางด้วยวิทยุ ดาวเทียม สื่อสาร เครือ ข่าย คอมพิวเตอร์ไร้สายและการใช้งานอื่นๆ อีกมากมาย คลื่นวิทยุที่มีความถี่ต่างกันมีลักษณะการแพร่กระจายในชั้นบรรยากาศของโลกแตกต่างกัน คลื่นยาวสามารถเลี้ยวเบนรอบสิ่งกีดขวางเช่นภูเขาและเคลื่อนที่ไปตามแนวพื้นโลก ( คลื่นพื้นดิน ) คลื่นสั้นสามารถสะท้อนจาก ชั้น ไอโอโนสเฟียร์และกลับมายังโลกนอกขอบฟ้า ( คลื่นท้องฟ้า ) ในขณะที่คลื่นที่มีความยาวคลื่นสั้นมากจะโค้งงอหรือเลี้ยวเบนน้อยมากและเดินทางในแนวสายตาดังนั้นระยะการแพร่กระจายจึงจำกัดอยู่ที่ขอบฟ้าที่มองเห็นได้

เพื่อป้องกันการรบกวนระหว่างผู้ใช้งานต่าง ๆ การสร้างและการใช้คลื่นวิทยุจึงถูกควบคุมอย่างเข้มงวดโดยกฎหมาย ซึ่งประสานงานโดยองค์กรระหว่างประเทศที่เรียกว่าสหภาพโทรคมนาคมระหว่างประเทศ (ITU) ซึ่งกำหนดนิยามของคลื่นวิทยุว่า " คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ มีความถี่ ต่ำกว่าค่า คงที่"3000 GHz แพร่กระจายในอวกาศโดยไม่มีการนำทางโดยมนุษย์” ^{[ 4 ]}สเปกตรัมวิทยุแบ่งออกเป็นแถบความถี่วิทยุจำนวนหนึ่งตามความถี่ โดยจัดสรรให้กับการใช้งานที่แตกต่างกัน คลื่นวิทยุที่มีความถี่สูงและความยาวคลื่นสั้นกว่าเรียกว่าไมโครเวฟ

คลื่นวิทยุได้รับการทำนายครั้งแรกโดยทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าที่เสนอโดยนักฟิสิกส์คณิตศาสตร์ชาวสก็อต เจมส์ คลาร์ก แม็กซ์เวลล์ใน ปี 1867 ^{[ 5 ]}ทฤษฎีทางคณิตศาสตร์ของเขา ซึ่งปัจจุบันเรียกว่าสมการของแม็กซ์เวลล์ทำนายว่า สนาม ไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก ที่เชื่อมโยงกัน สามารถเดินทางผ่านอวกาศเป็น " คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า " แม็กซ์เวลล์เสนอว่าแสงประกอบด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นสั้นมาก ในปี 1887 นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันไฮน์ริช เฮิรตซ์ได้พิสูจน์ความจริงของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของแม็กซ์เวลล์โดยการสร้างคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่ต่ำกว่าแสง ซึ่งก็คือคลื่นวิทยุ ในห้องปฏิบัติการของเขา^{[ 6 ]}แสดงให้เห็นว่าพวกมันมีคุณสมบัติของคลื่นเช่นเดียวกับแสง ได้แก่คลื่นนิ่งการหักเห การเลี้ยวเบนและการโพลาไรเซชันนักประดิษฐ์ชาวอิตาลีกูกลิเอลโม มาร์โคนีได้พัฒนาเครื่องส่งและเครื่องรับวิทยุที่ใช้งานได้จริงเครื่องแรกในช่วงประมาณปี 1894–1895 เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ใน ปี 1909 จากผลงานด้านวิทยุของเขา การสื่อสารทางวิทยุเริ่มถูกนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์ราวปี 1900 คำว่า " คลื่นวิทยุ " ในปัจจุบันได้เข้ามาแทนที่ชื่อเดิม " คลื่นเฮิรตซ์ " ราวปี 1912

คลื่นวิทยุเกิดจากการแผ่รังสีของอนุภาคที่มีประจุเมื่อถูกเร่งความเร็วแหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุตามธรรมชาติ ได้แก่สัญญาณรบกวนทางวิทยุที่เกิดจากฟ้าผ่าและกระบวนการทางธรรมชาติอื่นๆ ในชั้นบรรยากาศของโลก และแหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุทางดาราศาสตร์ในอวกาศ เช่น ดวงอาทิตย์ กาแล็กซี และเนบิวลา วัตถุที่มีอุณหภูมิสูงทุกชนิดจะแผ่รังสีคลื่นวิทยุความถี่สูง ( ไมโครเวฟ ) ออกมาเป็นส่วนหนึ่งของการแผ่รังสีของวัตถุดำ

คลื่นวิทยุถูกสร้างขึ้นโดยเทียมด้วยกระแสไฟฟ้า ที่เปลี่ยนแปลงตามเวลา ซึ่งประกอบด้วยอิเล็กตรอนที่ไหลไปมาในตัวนำโลหะรูปทรงพิเศษที่เรียกว่าเสาอากาศอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เรียกว่าเครื่องส่งสัญญาณวิทยุจะส่งกระแสไฟฟ้าที่สั่นไปมาไปยังเสาอากาศ และเสาอากาศจะแผ่พลังงานออกมาเป็นคลื่นวิทยุ คลื่นวิทยุจะถูกรับโดยเสาอากาศอีกตัวที่ติดอยู่กับเครื่องรับวิทยุเมื่อคลื่นวิทยุกระทบกับเสาอากาศรับสัญญาณ มันจะผลักอิเล็กตรอนในโลหะให้เคลื่อนที่ไปมา ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าสั่นขนาดเล็กซึ่งถูกตรวจจับโดยเครื่องรับ

จากกลศาสตร์ควอนตัมเช่นเดียวกับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าอื่นๆ เช่น แสง คลื่นวิทยุสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นกระแสของอนุภาคพื้นฐาน ที่ไม่มีประจุ เรียกว่าโฟตอน [ ^{7 ] ใน} เสาอากาศที่ส่งคลื่นวิทยุ อิเล็กตรอนในเสาอากาศจะปล่อยพลังงานออกมาเป็นแพ็กเก็ตที่ไม่ต่อเนื่องเรียกว่าโฟตอนวิทยุ ในขณะที่ในเสาอากาศรับสัญญาณ อิเล็กตรอนจะดูดซับพลังงานเป็นโฟตอนวิทยุ เสาอากาศเป็นตัวปล่อยโฟตอนที่สอดคล้องกัน เช่นเดียวกับ เลเซอร์ดังนั้นโฟตอนวิทยุทั้งหมดจึงอยู่ในเฟสเดียวกัน [ ^{8 ] [ 7 ] อย่างไรก็ตาม}จากความสัมพันธ์ของพลังค์${\displaystyle E=h\nu }$พลังงานของโฟตอนวิทยุแต่ละตัวนั้นน้อยมาก^{[ 7 ]}ตั้งแต่ 10 ⁻²²ถึง 10 ⁻³⁰ จูลดังนั้นเสาอากาศของเครื่องส่งสัญญาณที่มีกำลังต่ำมากก็ยังปล่อยโฟตอนออกมาจำนวนมหาศาลทุกวินาที ด้วยเหตุนี้ ยกเว้น กระบวนการ เปลี่ยนผ่านอิเล็กตรอนของโมเลกุล บางอย่าง เช่น อะตอมในมาเซอร์ที่ปล่อยโฟตอนไมโครเวฟ การปล่อยและการดูดกลืนคลื่นวิทยุจึงมักถูกมองว่าเป็น กระบวนการ คลาสสิก ต่อเนื่อง ที่ควบคุมโดยสมการของแม็กซ์เวลล์

คลื่นวิทยุในสุญญากาศเดินทางด้วยความเร็วแสง${\displaystyle c}$[ ^{9 ] [ 10 ]}เมื่อผ่านตัวกลางที่เป็นวัสดุ คลื่นวิทยุจะชะลอตัวลง ขึ้นอยู่กับค่าการซึมผ่านและค่าคงที่ไดอิเล็กตริก ของตัวกลาง ^นั้นอากาศเบาบางมากจนคลื่นวิทยุในชั้นบรรยากาศของโลกเดินทางด้วยความเร็วเกือบเท่าความเร็วแสง

ความยาวคลื่น​${\displaystyle \lambda }$คือระยะห่างจากยอดคลื่นหนึ่งไปยังยอดคลื่นถัดไป และแปรผกผันกับความถี่${\displaystyle f}$ของคลื่น ความสัมพันธ์ระหว่างความถี่และความยาวคลื่นในคลื่นวิทยุที่เดินทางในสุญญากาศหรืออากาศคือ

${\displaystyle \lambda ={\frac {\;c\;}{f}}~,}$

ที่ไหน

${\displaystyle c\approx 2.9979\times 10^{8}{\text{ m/s}}~.}$

ในทำนองเดียวกัน${\displaystyle c}$ระยะทางที่คลื่นวิทยุเดินทางในสุญญากาศในหนึ่งวินาทีคือ299,792,458 เมตร (983,571,056 ฟุต)ซึ่งเป็นความยาวคลื่นของสัญญาณวิทยุ 1 เฮิรตซ์ ส่วน คลื่นวิทยุ1 เมกะเฮิรตซ์ ( ย่านความถี่กลางของคลื่น AM ) มีความยาวคลื่น299.79 เมตร (983.6 ฟุต )    

คลื่นวิทยุถูกนำมาใช้ในการสื่อสารอย่างแพร่หลายมากกว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดอื่น ๆ ส่วนใหญ่เป็นเพราะ คุณสมบัติ การแพร่กระจาย ที่พึงประสงค์ ซึ่งเกิดจากความยาวคลื่นที่ มาก ^{[ 12 ]} คลื่นวิทยุสามารถทะลุผ่านชั้นบรรยากาศได้ในทุกสภาพอากาศ ผ่านใบไม้ และผ่านวัสดุก่อสร้างส่วนใหญ่ได้ โดยการเลี้ยวเบนความยาวคลื่นที่ยาวกว่าสามารถโค้งงอไปรอบ ๆ สิ่งกีดขวางได้ และแตกต่างจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดอื่น ๆ พวกมันมักจะกระเจิงมากกว่าถูกดูดซับโดยวัตถุที่มีขนาดใหญ่กว่าความยาวคลื่นของพวกมัน

การศึกษาการแพร่กระจายคลื่นวิทยุวิธีที่คลื่นวิทยุเคลื่อนที่ในอวกาศและบนพื้นผิวโลก มีความสำคัญอย่างยิ่งในการออกแบบระบบวิทยุที่ใช้งานได้จริง คลื่นวิทยุที่ผ่านสภาพแวดล้อมต่างๆ จะประสบกับการสะท้อนการหักเห การ โพลาไร ซ์ การเลี้ยว เบนและการดูดซับความถี่ต่างๆ จะประสบกับการผสมผสานของปรากฏการณ์เหล่านี้ในชั้นบรรยากาศของโลกที่แตกต่างกัน ทำให้แถบความถี่วิทยุ บางแถบ มีประโยชน์มากกว่าสำหรับวัตถุประสงค์เฉพาะมากกว่าแถบอื่นๆ ระบบวิทยุที่ใช้งานได้จริงส่วนใหญ่ใช้เทคนิคการแพร่กระจายคลื่นวิทยุสามแบบที่แตกต่างกันในการสื่อสาร: ^{[ 13 ]}

• การสื่อสารแบบเส้นตรง (Line of sight ): หมายถึงคลื่นวิทยุที่เดินทางเป็นเส้นตรงจากเสาอากาศส่งไปยังเสาอากาศรับ ไม่จำเป็นต้องมีเส้นทางที่มองเห็นได้ชัดเจนเสมอไป ที่ความถี่ต่ำ คลื่นวิทยุสามารถทะลุผ่านอาคาร ใบไม้ และสิ่งกีดขวางอื่นๆ ได้ นี่เป็นวิธีการแพร่กระจายคลื่นเพียงวิธีเดียวที่เป็นไปได้ที่ความถี่สูงกว่า 30 เมกะเฮิร์ตซ์ บนพื้นผิวโลก การแพร่กระจายคลื่นแบบเส้นตรงถูกจำกัดโดยขอบฟ้า ที่มองเห็นได้ ที่ระยะประมาณ 64 กิโลเมตร (40 ไมล์) นี่คือวิธีการที่ใช้โดยโทรศัพท์มือถือวิทยุFMการออกอากาศโทรทัศน์และเรดาร์การใช้จานรับสัญญาณ เพื่อส่งลำแสงไมโครเวฟ การเชื่อมโยงถ่ายทอดสัญญาณ ไมโครเวฟแบบจุดต่อจุดสามารถส่งสัญญาณโทรศัพท์และโทรทัศน์ได้ในระยะทางไกลจนถึงขอบฟ้าที่มองเห็นได้สถานีภาคพื้นดินสามารถสื่อสารกับดาวเทียมและยานอวกาศที่อยู่ห่างจากโลกหลายพันล้านไมล์ได้
  • การแพร่กระจายทางอ้อม : คลื่นวิทยุสามารถไปถึงจุดที่ไกลเกินกว่าแนวสายตาได้ด้วยการเลี้ยวเบนและการสะท้อน^{[ 13 ]}การเลี้ยวเบนทำให้คลื่นวิทยุโค้งงอไปรอบสิ่งกีดขวาง เช่น ขอบอาคาร ยานพาหนะ หรือทางเลี้ยวในห้องโถง คลื่นวิทยุยังสะท้อนบางส่วนจากพื้นผิวต่างๆ เช่น ผนัง พื้น เพดาน ยานพาหนะ และพื้นดิน วิธีการแพร่กระจายเหล่านี้เกิดขึ้นในระบบสื่อสารวิทยุระยะสั้น เช่นโทรศัพท์มือถือโทรศัพท์ไร้สายวิทยุสื่อสารและเครือข่ายไร้สายข้อเสียของโหมดนี้คือการแพร่กระจายแบบหลายเส้นทางซึ่งคลื่นวิทยุเดินทางจากเสาอากาศส่งไปยังเสาอากาศรับผ่านหลายเส้นทาง คลื่น จะ รบกวนกันทำให้เกิดการลดทอนสัญญาณและปัญหาการรับสัญญาณอื่นๆ
• คลื่นพื้นดิน : ที่ความถี่ต่ำกว่า 2 เมกะเฮิร์ตซ์ ใน ย่าน คลื่นกลางและคลื่นยาวเนื่องจากการเลี้ยวเบนคลื่นวิทยุ ที่ มีการโพลาไรซ์ในแนวตั้ง สามารถโค้งงอข้ามเนินเขาและภูเขา และแพร่กระจายไปไกลเกินขอบฟ้า โดยเดินทางเป็น คลื่นพื้นผิวที่ตามแนวโค้งของโลก ทำให้สถานีวิทยุคลื่นกลางและคลื่นยาวสามารถครอบคลุมพื้นที่ได้ไกลเกินขอบฟ้า หลายร้อยไมล์ คลื่นพื้นดินจะค่อยๆ ถูกดูดซับโดยโลก ดังนั้นความหนาแน่นของพลังงานของคลื่นจึงลดลงอย่างรวดเร็วตามระยะทางจากเสาอากาศส่งสัญญาณ ซึ่งจำกัดระยะการรับสัญญาณ เมื่อความถี่ลดลง การสูญเสียจะลดลงและระยะที่ทำได้จะเพิ่มขึ้น ระบบสื่อสาร ความถี่ต่ำมาก (VLF) และความถี่ต่ำที่สุด (ELF) ของกองทัพสามารถสื่อสารได้ครอบคลุมพื้นที่ส่วนใหญ่ของโลก คลื่นวิทยุ VLF และ ELF ยังสามารถทะลุผ่านน้ำได้ลึกหลายร้อยเมตร ดังนั้นจึงใช้ในการสื่อสารกับเรือดำน้ำที่อยู่ใต้น้ำ
• คลื่นฟ้า (Skywaves ): ที่ความยาวคลื่นปานกลางและคลื่นสั้นคลื่นวิทยุจะสะท้อนจากชั้นนำไฟฟ้าของอนุภาคที่มีประจุ (ไอออน ) ในชั้นบรรยากาศส่วนหนึ่งที่เรียกว่าไอโอโนสเฟียร์ดังนั้นคลื่นวิทยุที่ส่งไปในมุมเฉียงขึ้นไปบนฟ้าสามารถสะท้อนกลับมายังโลกได้ไกลเกินขอบฟ้า ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการแพร่กระจายแบบ "ข้าม" หรือ "คลื่นฟ้า" การใช้การข้ามหลายครั้งทำให้สามารถสื่อสารได้ในระยะทางข้ามทวีป การแพร่กระจายของคลื่นฟ้ามีความแปรปรวนและขึ้นอยู่กับสภาพบรรยากาศ โดยจะมีความน่าเชื่อถือมากที่สุดในเวลากลางคืนและในฤดูหนาว แม้ว่าจะมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 20 แต่เนื่องจากความไม่น่าเชื่อถือ การสื่อสารด้วยคลื่นฟ้าจึงถูกยกเลิกไปเป็นส่วนใหญ่ การใช้งานที่เหลืออยู่ ได้แก่ ระบบ เรดาร์ข้ามขอบฟ้า (OTH)ของกองทัพ ระบบอัตโนมัติบางระบบนักวิทยุสมัครเล่นและสถานีวิทยุคลื่นสั้นเพื่อออกอากาศไปยังประเทศอื่น ๆ

ที่ ความถี่ ไมโครเวฟก๊าซในชั้นบรรยากาศเริ่มดูดซับคลื่นวิทยุ ดังนั้นระยะการใช้งานของระบบสื่อสารวิทยุจึงลดลงเมื่อความถี่เพิ่มขึ้น ที่ความถี่ต่ำกว่าประมาณ 20  GHz การลดทอนของชั้นบรรยากาศส่วนใหญ่เกิดจากไอน้ำ ที่ความถี่สูงกว่า 20  GHz ใน ย่าน คลื่นมิลลิเมตรก๊าซในชั้นบรรยากาศอื่นๆ เริ่มดูดซับคลื่น ทำให้ระยะการส่งสัญญาณที่ใช้งานได้จริงจำกัดอยู่ที่หนึ่งกิโลเมตรหรือน้อยกว่า ที่ความถี่สูงกว่า 300  GHz ในย่านคลื่นเทราเฮิร์ตซ์พลังงานเกือบทั้งหมดถูกดูดซับภายในไม่กี่เมตร ดังนั้นชั้นบรรยากาศจึงทึบแสงอย่างมีประสิทธิภาพ^{[ 14 ] [ 15 ]}

ใน ระบบ การสื่อสารทางวิทยุข้อมูลจะถูกส่งผ่านอวกาศโดยใช้คลื่นวิทยุ ที่ฝั่งผู้ส่ง ข้อมูลที่จะส่งในรูปแบบของสัญญาณไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงตามเวลา จะถูกส่งไปยังเครื่องส่งสัญญาณวิทยุ^{[ 16 ]}ข้อมูลนี้เรียกว่าสัญญาณมอดูเลชั่นซึ่งอาจเป็นสัญญาณเสียงที่แสดงถึงเสียงจากไมโครโฟนสัญญาณวิดีโอที่แสดงถึงภาพเคลื่อนไหวจากกล้องวิดีโอหรือสัญญาณดิจิทัลที่แสดงถึงข้อมูลจากคอมพิวเตอร์ในเครื่องส่งสัญญาณตัวกำเนิดสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์จะสร้างกระแสสลับที่สั่นด้วยความถี่วิทยุเรียกว่าคลื่นพาหะเพราะมันสร้างคลื่นวิทยุที่ "นำพา" ข้อมูลผ่านอากาศ สัญญาณข้อมูลจะถูกใช้เพื่อมอดูเลทคลื่นพาหะ เปลี่ยนแปลงบางส่วนของมัน และเข้ารหัสข้อมูลบนคลื่นพาหะ คลื่นพาหะที่ถูกมอดูเลทจะถูกขยายและส่งไปยังเสาอากาศกระแสที่สั่นจะผลักอิเล็กตรอนในเสาอากาศไปมา ทำให้เกิด สนาม ไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก ที่สั่น ซึ่งจะแผ่พลังงานออกจากเสาอากาศในรูปของคลื่นวิทยุ คลื่นวิทยุจะนำข้อมูลไปยังตำแหน่งรับสัญญาณ

ที่ตัวรับสัญญาณ สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กที่สั่นของคลื่นวิทยุขาเข้าจะผลักอิเล็กตรอนในเสาอากาศรับสัญญาณไปมา ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าสั่นขนาดเล็กซึ่งเป็นแบบจำลองที่อ่อนกว่าของกระแสไฟฟ้าในเสาอากาศส่งสัญญาณ^{[ 16 ]}แรงดันไฟฟ้านี้จะถูกส่งไปยังเครื่องรับวิทยุซึ่งจะแยกสัญญาณข้อมูลออกมา เครื่องรับจะใช้ตัวกรองแบบแบนด์พาสเพื่อแยกสัญญาณวิทยุของสถานีวิทยุที่ต้องการออกจากสัญญาณวิทยุอื่นๆ ทั้งหมดที่เสาอากาศรับได้ จากนั้นจะขยายสัญญาณให้แรงขึ้น และสุดท้ายจะแยกสัญญาณการมอดูเลชั่นที่มีข้อมูลออกมาในตัวดีมอดูเลเตอร์สัญญาณที่กู้คืนได้จะถูกส่งไปยังลำโพงหรือหูฟังเพื่อสร้างเสียง หรือหน้าจอ โทรทัศน์ เพื่อสร้างภาพที่มองเห็นได้ หรืออุปกรณ์อื่นๆ สัญญาณข้อมูลดิจิทัลจะถูกส่งไปยังคอมพิวเตอร์หรือไมโครโปรเซสเซอร์ซึ่งจะโต้ตอบกับผู้ใช้ที่เป็นมนุษย์

คลื่นวิทยุจากเครื่องส่งสัญญาณหลายเครื่องเคลื่อนที่ผ่านอากาศพร้อมกันโดยไม่รบกวนซึ่งกันและกัน สามารถแยกคลื่นเหล่านี้ได้ในเครื่องรับเนื่องจากคลื่นวิทยุของเครื่องส่งสัญญาณแต่ละเครื่องสั่นด้วยอัตราที่แตกต่างกัน กล่าวคือ เครื่องส่งสัญญาณแต่ละเครื่องมีความถี่ที่ แตกต่างกัน ซึ่งวัดเป็นกิโลเฮิร์ตซ์ (kHz) เมกะเฮิร์ตซ์ (MHz) หรือกิกะเฮิร์ตซ์ (GHz) ตัวกรองแบบแบนด์พาสในเครื่องรับประกอบด้วยวงจรปรับ จูนหนึ่งวงจรหรือมากกว่า ซึ่งทำหน้าที่เหมือนตัวเรโซเนเตอร์คล้ายกับส้อมเสียง [ ^{16 ] วงจร} ปรับจูนมีความถี่เรโซแนนซ์ ตามธรรมชาติ ที่มันสั่น ความถี่เรโซแนนซ์ถูกตั้งค่าให้เท่ากับความถี่ของสถานีวิทยุที่ต้องการ สัญญาณวิทยุที่สั่นจากสถานีที่ต้องการทำให้วงจรปรับจูนสั่นตามไปด้วย และส่งสัญญาณต่อไปยังส่วนที่เหลือของเครื่องรับ สัญญาณวิทยุที่ความถี่อื่นจะถูกบล็อกโดยวงจรปรับจูนและไม่ส่งต่อไป

คลื่นวิทยุเป็นรังสีที่ไม่ก่อให้เกิดไอออนซึ่งหมายความว่ามันไม่มีพลังงานมากพอที่จะแยกอิเล็กตรอน ออก จากอะตอมหรือโมเลกุลทำให้ เกิด การแตกตัวเป็นไอออนหรือทำลายพันธะเคมีทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีหรือความเสียหายต่อดีเอ็นเอผลหลักของการดูดซับคลื่นวิทยุโดยวัสดุคือการทำให้วัสดุนั้นร้อนขึ้น คล้ายกับ คลื่น อินฟราเรดที่แผ่มาจากแหล่งความร้อน เช่นเครื่องทำความ ร้อน หรือเตาฟืน สนามไฟฟ้าที่สั่นของคลื่นทำให้โมเลกุลที่มีขั้วสั่นไปมา ทำให้เพิ่มอุณหภูมิ นี่คือวิธีการที่เตาไมโครเวฟปรุงอาหาร คลื่นวิทยุถูกนำมาใช้กับร่างกายมานานกว่า 100  ปีแล้วในทางการแพทย์ โดยใช้ในการบำบัดด้วยความร้อน (diathermy)เพื่อให้ความร้อนแก่เนื้อเยื่ออย่างล้ำลึก ส่งเสริมการไหลเวียนโลหิตและการรักษา เมื่อไม่นานมานี้ คลื่นวิทยุถูกนำมาใช้เพื่อสร้างอุณหภูมิที่สูงขึ้นในการบำบัดด้วยความร้อนสูง (hyperthermia)และเพื่อฆ่าเซลล์มะเร็ง

อย่างไรก็ตาม ต่างจากคลื่นอินฟราเรดซึ่งส่วนใหญ่จะถูกดูดซับที่พื้นผิวของวัตถุและทำให้เกิดความร้อนที่พื้นผิว คลื่นวิทยุสามารถทะลุผ่านพื้นผิวและส่งพลังงานเข้าไปในวัสดุและเนื้อเยื่อทางชีวภาพได้ ความลึกที่คลื่นวิทยุทะลุผ่านจะลดลงตามความถี่ และยังขึ้นอยู่กับความต้านทานและความสามารถใน การซึมผ่านของวัสดุ ด้วย โดยจะวัดจากค่าที่เรียกว่าความลึกของการทะลุผ่าน (skin depth) ซึ่งเป็นความลึกที่พลังงาน 63% ถูกส่งเข้าไป ตัวอย่างเช่น คลื่นวิทยุ 2.45 GHz (ไมโครเวฟ) ในเตาไมโครเวฟสามารถทะลุผ่านอาหารส่วนใหญ่ได้ประมาณ2.5 ถึง 3.8  ซม .

การมองเข้าไปในแหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุในระยะใกล้ เช่นท่อนำคลื่นของเครื่องส่งสัญญาณวิทยุที่กำลังทำงาน อาจทำให้เลนส์ตาเสียหายได้เนื่องจากความร้อน ลำแสงคลื่นวิทยุที่แรงพอสามารถทะลุเข้าไปในตาและทำให้เลนส์ร้อนจนเกิดต้อกระจกได้^{[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]}

เนื่องจากโดยหลักการแล้วผลกระทบจากความร้อนไม่แตกต่างจากแหล่งความร้อนอื่นๆ การวิจัยส่วนใหญ่เกี่ยวกับอันตรายต่อสุขภาพที่อาจเกิดขึ้นจากการสัมผัสคลื่นวิทยุจึงมุ่งเน้นไปที่ผลกระทบ "ที่ไม่ใช่ความร้อน" กล่าวคือ คลื่นวิทยุมีผลกระทบต่อเนื้อเยื่อหรือไม่ นอกเหนือจากผลกระทบที่เกิดจากความร้อน หน่วยงานระหว่างประเทศเพื่อการวิจัยโรคมะเร็ง (IARC) ได้จัดประเภทสนามแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่วิทยุว่ามี "หลักฐานจำกัด" สำหรับผลกระทบต่อมนุษย์และสัตว์^{[ 22 ] [ 23 ]}มีหลักฐานเชิงกลไกที่อ่อนแอเกี่ยวกับความเสี่ยงต่อมะเร็งจากการสัมผัส RF-EMF ส่วนบุคคลจากโทรศัพท์มือถือ^{[ 24 ]}

คลื่นวิทยุสามารถป้องกันได้ด้วยแผ่นโลหะหรือตะแกรงที่เป็นตัวนำไฟฟ้า ซึ่งโครงสร้างที่ประกอบด้วยแผ่นหรือตะแกรงนี้เรียกว่ากรงฟาราเดย์ ตะแกรงโลหะสามารถป้องกันคลื่นวิทยุ ได้ดี พอๆ กับแผ่นโลหะ ทึบตราบใดที่รูในตะแกรงมีขนาดเล็กกว่าประมาณ1/20ของความยาวคลื่น^{[ 25 ]}

เนื่องจากรังสีคลื่นความถี่วิทยุมีทั้งองค์ประกอบทางไฟฟ้าและทางแม่เหล็ก จึงมักสะดวกที่จะแสดงความเข้มของสนามรังสีในหน่วยเฉพาะของแต่ละองค์ประกอบ หน่วยโวลต์ต่อเมตร (V/m) ใช้สำหรับองค์ประกอบทางไฟฟ้า และหน่วยแอมแปร์ต่อเมตร (A/m) ใช้สำหรับองค์ประกอบทางแม่เหล็ก เราสามารถพูดถึงสนามแม่เหล็กไฟฟ้าได้ และหน่วยเหล่านี้ใช้เพื่อให้ข้อมูลเกี่ยวกับระดับความแรงของสนาม ไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก ณ ตำแหน่งการวัด

หน่วยที่ใช้กันทั่วไปอีกหน่วยหนึ่งสำหรับการกำหนดลักษณะของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า RF คือความหนาแน่นของกำลังความหนาแน่นของกำลังจะถูกใช้งานอย่างแม่นยำที่สุดเมื่อจุดวัดอยู่ห่างจากตัวส่งสัญญาณ RF มากพอที่จะอยู่ในสิ่งที่เรียกว่า โซน สนามไกลของรูปแบบการแผ่รังสี^{[ 26 ]}ในบริเวณที่ใกล้กับตัวส่งสัญญาณมากขึ้น เช่น ในโซน "สนามใกล้" ความสัมพันธ์ทางกายภาพระหว่างส่วนประกอบทางไฟฟ้าและแม่เหล็กของสนามอาจซับซ้อน และควรใช้หน่วยความแรงของสนามที่กล่าวถึงข้างต้น ความหนาแน่นของกำลังวัดในแง่ของกำลังต่อหน่วยพื้นที่ ตัวอย่างเช่น ด้วยหน่วยมิลลิวัตต์ต่อตารางเซนติเมตร (mW/cm² ⁾เมื่อพูดถึงความถี่ในช่วงไมโครเวฟและสูงกว่านั้น ความหนาแน่นของกำลังมักใช้เพื่อแสดงความเข้ม เนื่องจากการสัมผัสที่อาจเกิดขึ้นมักจะอยู่ในโซนสนามไกล

• ดาราศาสตร์วิทยุ
• เครื่องส่งสัญญาณโทรทัศน์

• Maxwell, James Clerk (1865). "VIII. ทฤษฎีพลวัตของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า" . Philosophical Transactions of the Royal Society of London . 155 : 459– 512. doi : 10.1098/rstl.1865.0008 . S2CID 186207827 . 
• เฮิร์ตซ์, ไฮน์ริช รูดอล์ฟ (1893). คลื่นไฟฟ้า: การวิจัยเกี่ยวกับการแพร่กระจายของการกระทำทางไฟฟ้าด้วยความเร็วจำกัดผ่านอวกาศ . ห้องสมุดมหาวิทยาลัยคอร์เนลล์. อิธากา, นิวยอร์ก: มหาวิทยาลัยคอร์เนลล์ . ISBN 9781429740364.{{cite book}}: ความไม่เข้ากันของหมายเลข ISBN / วันที่ ( ขอความช่วยเหลือ )
• Rawer, Karl (1993). การแพร่กระจายคลื่นในชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ชุดพัฒนาการในทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าและการประยุกต์ใช้ ดอร์เดรชท์: Kluwer Academic. ISBN 9780792307754. OCLC 26257685 . 

Wikiquote มีคำคมที่เกี่ยวข้องกับคลื่นวิทยุ

ค้นหาคำว่า "คลื่นวิทยุ"ในวิกิพีเดีย ซึ่งเป็นพจนานุกรมเสรี

• "คลื่นวิทยุ" . สำนักภารกิจวิทยาศาสตร์. นาซา . 10 สิงหาคม 2559.

วิกิมีเดียคอมมอน ส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับคลื่นวิทยุ