બિનતારી દૂરવાણી (wireless communication)

એક વિશિષ્ટ પ્રકારની સંચારવ્યવસ્થા (communication system). તેના વડે જેમની વચ્ચે કોઈ પ્રકારનું વીજળિક જોડાણ શક્ય ન હોય તેવાં બે અતિદૂરનાં સ્થળ વચ્ચે પણ સંકેત (signal) કે સંદેશ (message) જેનું વધુ વ્યાપક નામ ‘ઇન્ટેલિજન્સ’ (– intelligence = અર્થપૂર્ણ સાંકેતિક સંદેશો અથવા સામાન્ય વાતચીત) તેનો વિનિમય કહી શકાય છે. દા.ત., પૃથ્વી ઉપરની નિયંત્રક પ્રયોગશાળામાંથી કરોડો કિમી. દૂર પરિભ્રમણ કરતા સમાનવ કે અમાનવ કૃત્રિમ ઉપગ્રહનું નિયંત્રણ કરવું હોય, કે પૃથ્વી ઉપરથી આદેશ આપીને ઉપગ્રહમાંનું કોઈ ઉપકરણ ચાલુબંધ કરવું હોય તો તેને માટેની જરૂરી ‘ઇન્ટેલિજન્સ’ બિનતારી દૂરવાણી વડે જ મોકલી શકાય છે, કેમ કે બિનતારી દૂરવાણી વ્યવસ્થામાં ‘ઇન્ટેલિજન્સ’ લઈ જતો રેડિયોતરંગ (radio wave અથવા radio signal) શૂન્યાવકાશમાંથી પણ પ્રસરી શકે તેવો વિશિષ્ટ પ્રકારનો હોય છે તેમજ તે પ્રેષક મથક પરથી ચારે તરફ પ્રકાશના વેગ એટલે કે 3 x 10⁸ મીટર/સેકન્ડ જેટલા વેગથી પ્રસરે છે. પૃથ્વીનો વ્યાસ વિચારતાં ગણતરીથી જણાવ્યું છે કે રેડિયોતરંગ મારફત જતી ‘ઇન્ટેલિજન્સ’ 1 સેકંડમાં પૃથ્વીની આસપાસ 7 વખત પરિભ્રમણ કરે છે.

રેડિયોતરંગની શોધ બ્રિટિશ ભૌતિકશાસ્ત્રી ફેરેડેએ 1831માં તેમજ જર્મન વૈજ્ઞાનિક હેન્રી હર્ટ્ઝે એકબીજાથી સ્વતંત્ર રહીને 1888ની આસપાસ પ્રાયોગિક રીતે કરી હતી, જેમનાં પ્રાયોગિક ઉપકરણ આકૃતિ 1(અ) અને અને 1(આ)માં સરળ કરેલી આકૃતિઓ વડે દર્શાવેલાં છે.

બિનતારી દૂરવાણી માટે ફેરેડે તેમજ હેન્રીએ વાપરેલું પ્રેષક (transmitter) આકૃતિ 1(અ)માં, જ્યારે ગ્રાહક (receiver) આકૃતિ 1(આ)માં દર્શાવ્યું છે.

ડાબી તરફની આકૃતિ 1(અ)માં તારનું ચોરસ ગૂંચળું A₁, B₁, C₁, D₁ (સરળતા માટે માત્ર એક આંટાનું) છે, જ્યારે ગૂંચળાને એક પ્રત્યાવર્તી વોલ્ટતા (A.C. voltage) જનરેટર G સાથે જોડેલું છે. Gને અલગ ઇલેક્ટ્રિક મોટર વડે ફેરવતાં તે ઊંચી આવૃત્તિ આશરે f = 5 મેગાહર્ટ્ઝ(= 5 x 10⁶ હર્ટ્ઝ)નો પ્રત્યાવર્તી વોલ્ટેજ ઉત્પન્ન કરે છે, જેનું મહત્તમ મૂલ્ય લગભગ 1000 વોલ્ટ જેટલું રાખવામાં આવે છે. અત્રે વપરાતું જનરેટર ઘણી ઊંચી આવૃત્તિનો એ.સી. વોલ્ટેજ ઉત્પન્ન કરતું હોવાથી તેને આંદોલક (oscillator) પણ કહે છે. આંદોલક ચાલુ કરતાં તે A₁, B₁, C₁, D₁ ગૂંચળામાં તેટલી જ આવૃત્તિ f = 5 મેગાહર્ટ્ઝમાંનો પ્રત્યાવર્તી વિદ્યુતપ્રવાહ મોકલે છે. બંને વૈજ્ઞાનિકોએ પ્રયોગથી દર્શાવ્યું કે આ સંજોગમાં પરિપથ (circuit) A₁, B₁, C₁, D₁ દોલકમાંથી આવતી વિદ્યુતઊર્જાનો કેટલોક ભાગ આસપાસના વાતાવરણમાં અશ્ય વિકિરણ રૂપે પ્રસારિત કરે છે. આ વિકિરણને રેડિયોતરંગ (radio wave) એવું નામ આપવામાં આવ્યું. તેનો વેગ પ્રકાશના વેગની બરાબર હોવાનું પણ જણાયું. આ વિકિરણ શોધવા વપરાતું શોધક ઉપકરણ સંસૂચક (detector) અથવા ગ્રાહી(receiver)ને આકૃતિ 1(આ)માં બતાવ્યું છે. તે પણ ધાતુનો એક ચોરસ પરિપથ છે, પરંતુ તેના બે છેડાને પાસપાસે તેના ઉપર લાવીને ધાતુના બે ગોળા S₁ અને S₂ લગાડેલા છે. તેમની વચ્ચે આશરે 1થી 2 સેમી. જેટલું અંતર છે. ગ્રાહી પરિપથને હાથમાં લઈને ઓરડામાં ફરી શકાય તે માટે કાચનો હાથો H આપેલો છે.

પ્રયોગમાં  આકૃતિ 1(અ)માંનું પ્રેષક ગૂંચળું A₁, B₁, C₁, D₁ તેમજ ગ્રાહક ગૂંચળું A₂ B₂ C₂ D₂ એક જ ઓરડામાં ટેબલ પર પાસપાસે એકમેકને અડકે નહિ તે પ્રમાણે રાખવામાં આવે છે, તેમજ ઓરડામાં જરૂર પડ્યે અંધારું કરી શકાય તેવી વ્યવસ્થા હોય છે.

ફેરેડે તેમજ હેન્રી હર્ટ્ઝ – બંનેને જણાયું કે આ. 1(અ)નો પરિપથ, પ્રવાહ પસાર કરતો હોય છે ત્યારે પરિપથ આ. 1(આ)ના બે ધાતુના ગોળા S₁ અને S₂ વચ્ચે વખતોવખત હવામાંથી આરપાર તણખા (sparks) ઝરતા હોય છે; જે બે ગૂંચળાં વચ્ચેનું અંતર સારું એવું વધારતાં પણ ર્દશ્યમાન થાય છે. આ ઘટનાનું યથાતથ કારણ તેઓ આપી શક્યા નહિ, પરંતુ નીચેના અગત્યના નિષ્કર્ષ પર તેઓ આવ્યા.

(ક) જ્યારે કોઈ પણ બંધ પરિપથમાંથી આશરે 1 સેકન્ડના 10,000 આંદોલન અથવા f = 10,000 હર્ટ્ઝ અથવા f = 10 કિલોહર્ટ્ઝ જેટલી ઊંચી આવૃત્તિનો પ્રત્યાવર્તી વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર થાય ત્યારે પ્રેષક પરિપથ આંદોલકની વિદ્યુતઊર્જાનો કેટલોક અંશ અર્દશ્ય તરંગો રૂપે બહાર પાડે છે, જે રેડિયોતરંગો હોય છે અને તે પ્રકાશના તરંગના તમામ ગુણધર્મો ધરાવે છે તથા પ્રકાશના વેગથી જ ગતિ કરે છે. તરંગલંબાઈમાં તેઓ ઘણા મોટા હોવાને કારણે માનવ-નેત્રપટ પર કોઈ સંવેદના ઉત્પન્ન કરતા નથી, અર્થાત્ તેઓ અર્દશ્ય પ્રકાશ જેવું વર્તન કરે છે. આ તરંગોની આવૃત્તિ f, આંદોલકના એ.સી. વોલ્ટેજ જેટલી જ હોય છે. વળી, મુક્ત અવકાશમાંની તેમની તરંગલંબાઈ (λ), પ્રકાશનાં કિરણોને લાગુ પડતા સૂત્ર

fλ = C …………………………………………………………………………………………………………………………(1)

વડે શોધી શકાય છે; જ્યાં C = પ્રકાશનો વેગ = 3 x 10⁸ મી./સે., λ = તરંગલંબાઈ (મીટરમાં) તથા આવૃત્તિ f = આંદોલન/સેકંડ(ટૂંકમાં હર્ટ્ઝ)ના એકમમાં છે. દા.ત., આંદોલકમાંથી આવતા એ.સી. વોલ્ટેજ તરંગની આવૃત્તિ f = 10,000 હર્ટ્ઝ અથવા 10⁴ હર્ટ્ઝ હોય તો સૂત્ર (1) પરથી

= 30 કિલોમીટર  ………………………………………………………………………………………………..(2) થશે.

(ખ) આ અર્દશ્ય વિકિરણ જ્યારે નજીકના કોઈ બંધ કે ખુલ્લા ગ્રાહક પરિપથને સ્પર્શે ત્યારે પોતાની જ આવૃત્તિની સૂક્ષ્મ વોલ્ટતા ઉત્પન્ન કરે છે, જેથી ગ્રાહક પરિપથના બે છેડા વચ્ચે આપાત રેડિયોતરંગ જેવા જ તરંગસ્વરૂપ ધરાવતો વોલ્ટેજ ઉદભવે છે જેથી ગ્રાહક ગૂંચળાંની સ્પાર્કગૅપ S₁S₂ વચ્ચે તણખા રૂપે વિદ્યુતવિભાર વખતોવખત જોવા મળે છે. રેડિયોતરંગનો વેગ અત્યંત મોટો હોવાથી પ્રેષક પરિપથમાંથી આવતા રેડિયોતરંગની, ગ્રાહક પરિપથ પર તે જ ક્ષણે અસર થાય છે.

(ગ) રેડિયોતરંગને પ્રસરણ માટે કોઈ માધ્યમની જરૂર નહિ હોવાથી એક સ્થળે ઉદભવેલો તરંગ કરોડો કિમી. દૂર હોય તેમજ તેમની વચ્ચે શૂન્યાવકાશ હોય તેવા ગ્રાહક મથક સુધી પહોંચી જાય છે.

(ઘ) ઉપરાંત રેડિયોસંકેત વડે ઉદભવતો વોલ્ટેજ, પ્રેષક અને ગ્રાહી વચ્ચેના અંતર (r)ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં બદલાતો હોવાથી, પ્રેરિત વોલ્ટેજ (e) માટે

……………………………………………………………………………………………………………….(3)

થાય છે, જેથી r વધવા સાથે રેડિયોસંકેત દ્વારા પ્રેરિત વોલ્ટેજ ઘણો ધીરેથી ઘટે છે. પરિણામે બે મથક વચ્ચેનું અંતર r લાખો કિમી.માં હોવા છતાં પ્રેષકનો વોલ્ટેજ, ગ્રાહક મથક સુધી પહોંચી શકે છે, તેમજ બે મથક વચ્ચેના વિક્ષેપ (જેમ કે દીવાલ વગેરેને) ભેદી શકે છે.

ઉપર જણાવેલ ચાર અસામાન્ય લાક્ષણિકતાઓની શોધ ફેરેડે તેમજ હેન્રી હર્ટ્ઝ બંનેએ લગભગ એકસાથે કરી, પરંતુ બેમાંથી કોઈ પણ વૈજ્ઞાનિક રેડિયોતરંગોના આવા અસામાન્ય વર્તનનું કારણ આપી શક્યો નહિ.

છેક 1864માં બ્રિટિશ ગણિતશાસ્ત્રી મૅક્સવેલે ગણિતશાસ્ત્રની મદદથી, રેડિયોતરંગની ઉત્પત્તિ, તેનું પ્રકાશના કિરણ જેવું વર્તન, શૂન્યાવકાશમાંનું પ્રસરણ વગેરે તમામ ગુણધર્મોનું કારણ શોધી કાઢી પ્રકાશનો વિદ્યુતચુંબકીય સિદ્ધાંત (electromagnetic theory of light) નામક નિબંધમાં પ્રકાશિત કરીને, સમગ્ર વૈજ્ઞાનિકોમાં ખળભળાટ મચાવી દીધો. તેનો ટૂંકસાર જાણવો આવશ્યક છે.

(1) કોઈ પણ પરિપથમાં આવેલો આંદોલક ઊંચી આવૃત્તિ f ધરાવતો પ્રત્યાવર્તી વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર કરે ત્યારે પરિપથ કેટલીક વિદ્યુતઊર્જાનું તે જ આવૃત્તિવાળા અર્દશ્ય પ્રકાશના રૂપમાં ચારે તરફ વિકિરણ કરે છે, જે રેડિયોતરંગો છે અને તેઓ પ્રકાશના વેગથી આસપાસના અવકાશમાં પ્રસરે છે. રેડિયોતરંગની તરંગલંબાઈ λ, fλ = C સૂત્ર વડે શોધી શકાય છે. ઉપરના સૂત્ર પરથી જણાય છે કે આંદોલકની આવૃત્તિ f યોગ્ય રીતે ગોઠવવાથી ઇચ્છા મુજબની તરંગલંબાઈવાળા રેડિયોસંકેતો પ્રાપ્ત કરી શકાય. દા.ત., λ = 1 મીટરનો રેડિયોતરંગ પ્રાપ્ત કરવા માટે આંદોલકના પ્રત્યાવર્તી વોલ્ટેજની આવૃત્તિ આંદોલન/સેકંડ અથવા f = 300 x 10⁶ અર્થાત્ 300 મેગાહર્ટ્ઝ રાખવી જોઈએ. આવા તરંગનો આવર્તકાળ માઇક્રોસેકંડ થશે.

(2) રેડિયો(તેમજ પ્રકાશ)ના તરંગો અવકાશમાં ગતિ કરે ત્યારે માર્ગમાંના બિંદુ આગળ માધ્યમ હોય તોપણ તેના ભૌતિક કણ આંદોલન કરતા નથી, પરંતુ પ્રત્યેક બિંદુ આગળ, વેગની દિશાને કાટખૂણ દિશામાં ચુંબકીય ક્ષેત્રઅને વિદ્યુતક્ષેત્ર પરસ્પર કાટખૂણ દિશામાં અનુક્રમે મર્યાદાના ફેરફાર અનુભવે છે, જ્યાં અનુક્રમે વિદ્યુતક્ષેત્ર સદિશ (electric field vector) અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર સદિશ-(magnetic field vector)નાં સંખ્યાત્મક મહત્તમ મૂલ્યો છે.  વચ્ચેના મૂલ્યના ફેરફારો સાદા સ્વરિત ફેરફારો (simple harmonic variation) હોય છે, જેમનો આવર્તકાળ પણ તરંગના આવર્તકાળ T જેટલો હોય છે.

(3) રેડિયોનો તરંગ  અને ના સ્વરિત ફેરફારોને કારણે આગળ વધતો હોવાથી શૂન્યાવકાશમાંથી પણ આરપાર જઈ શકે છે. વળી તે લંબગત તરંગ (transverse wave)  હોવાથી સદિશ   અને બંને પરસ્પર લંબ હોય છે તથા આકૃતિ 2માં દર્શાવ્યા મુજબ  અને વડે નક્કી થતું પૃષ્ઠ YOZ હોય તો તરંગના વેગ(c)ની દિશા જે આકૃતિ 2માં સ્કેલડાઉન કરેલા સદિશ  વડે દર્શાવી છે તે YOZને લંબ અર્થાત્ X–અક્ષ પર હોય છે.

(4) આકૃતિ 2માં દર્શાવેલી સ્થિતિ તથા તેમાં બતાવેલાં  અને નાં વિવિધ મૂલ્ય કોઈ એક નિશ્ચિત ક્ષણે tમી સેકંડે લીધેલું ચિત્ર (instaneous picture) છે, જેમાં O, O₁, O₂, O₃  …… બિંદુઓ આગળ =  = O છે, જ્યારે બિંદુ P, P₁ અને P₂ આગળ,    અને અનુક્રમે  છે; જ્યારે P₁ આગળ તે જ સદિશો અનુક્રમે  છે. પરંતુ સમય જતાં જેમ તરંગ માધ્યમમાં X દિશામાં આગળ વધે તેમ વિવિધ બિંદુએ  અને નાં મૂલ્ય બદલાતાં જાય છે.

(5) બિંદુ P અને P₂ આગળ વિદ્યુતક્ષેત્ર તેમજ ચુંબકીય ક્ષેત્ર મૂલ્યમાં સમાન તેમજ એક જ દિશાનાં છે. તેમની વચ્ચેનું અંતર PP₂ તરંગની (તરંગ)લંબાઈ λ (λ = ગ્રીક મૂળાક્ષર – લૅમડા) દર્શાવે છે. તેમજ વ્યાખ્યા મુજબ આવર્તકાળ T જેટલા સમયમાં તરંગ એક પૂર્ણ (તરંગ)- લંબાઈ (λ) જેટલો આગળ જશે.

(6) સમય વધવા સાથે તરંગના માર્ગ પરનાં વિવિધ બિંદુઓ આગળ  તથા સાદા સ્વરિત ફેરફારોને અનુરૂપ જુદાં જુદાં મૂલ્ય ધારણ કરશે. આકૃતિ 2 પર ધ્યાનથી વિચાર કરતાં જણાશે કે સમય  સેકંડ થાય ત્યારે

આ પ્રમાણે તરંગ પ્રસરે ત્યારે પ્રત્યેક બિંદુ પરથી અને ના સુધીના ફેરફારો પસાર થાય છે. તેથી વ્યાપક રીતે પ્રારંભિક બિંદુ આગળ વિદ્યુતક્ષેત્ર અને ચુંબકીય ક્ષેત્રના tમી સેકંડે તત્કાલીન મૂલ્ય માટે અનુક્રમે

લખી શકાય. પરંતુ સરળતા માટે રેડિયોતરંગનું સમીકરણ દર્શાવવા માત્ર વિદ્યુતક્ષેત્ર માટેનું સમીકરણ લખવું પર્યાપ્ત છે; કેમ કે નું સમીકરણ તેવા જ સ્વરૂપનું છે. દા.ત., _m = 100 વોલ્ટ અને f = 5 મેગાહર્ટ્ઝ હોય તો રેડિયોતરંગ સમીકરણ

વડે બનાવી શકાય તેમજ તેનું તરંગસ્વરૂપ આકૃતિ 3 મુજબ દ્વિપરિમાણમાં XOY સમતલમાં બનાવી શકાય, જેમાં વિદ્યુતક્ષેત્ર સદિશ , Y–અક્ષ પર અને X–અક્ષ પર સમય દર્શાવેલો છે. આવી આકૃતિઓમાં માપક્રમ જાળવી શકાતો નથી; કેમકે સમયરેખાની 1 સેકંડ જેટલી રેખામાં 5 x 10⁶ અર્થાત્ 50 લાખ તરંગો દોરવા પડે, જેથી પ્રત્યેક તરંગ ઘણો જ સાંકડો બનાવવો પડે અથવા રેડિયોતરંગની આવૃત્તિ – જેને ટૂંકમાં રેડિયોઆવૃત્તિ (radio frequency) કહે છે – તેવી આવૃત્તિઓએ, તરંગ લગભગ એકમેકને સમાંતરે આવેલી રેખાઓનો બનેલો 300 ગીગાહર્ટ્ઝ (ગીગા = 10⁹) અર્થાત્ જણાશે. આવો તરંગ રેડિયોઆવૃત્તિ તરંગ કહેવાય છે. આકૃતિ 3માં 5 મેગાહર્ટ્ઝ આવૃત્તિના રેડિયોઆવૃત્તિ સંકેતનું તરંગ-સ્વરૂપ રજૂ થયું છે.

બિનતારી દૂરવાણીમાં રેડિયોઆવૃત્તિ સંકેતનો ઉપયોગ સંદેશા લઈ જનાર વાહક તરંગ (carrier wave) તરીકે થતો હોવાથી આકૃતિ 3માંના રેડિયોઆવૃત્તિ સંકેતને 5 મેગાહર્ટ્ઝના વાહક સંકેત (carrier signal) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. વાહક તરંગ એ પ્રકાશનો જ તરંગ હોઈ, પ્રકાશના વેગથી પ્રસરે છે; તેથી આગળ જોયા પ્રમાણે, એક સેકંડમાં પૃથ્વી આસપાસ તે 7 પ્રદક્ષિણા કરે છે. તેથી વાહક સંકેત પર જરૂરી સંદેશો કે સંકેત (intelligence) કોઈ રીતે મિશ્ર કરવામાં આવે તો વાહક તરંગ સાથે જે તે ‘ઇન્ટેલિજન્સ’ પણ એકથી બીજા સ્થળે નહિવત્ સમયમાં પહોંચી જાય છે. વાહક તરંગ પર ઇન્ટેલિજન્સ મિશ્ર કરવાની ક્રિયાને અધિમિશ્રણ (modulation) કહે છે અને તેવા વાહક તરંગને ‘મૉડ્યુલેટેડ કૅરિયર સિગ્નલ’ કહે છે, જેમાં રેડિયોઆવૃત્તિ સંકેત પર અધિમિશ્રણના રૂપમાં જરૂરી ઇન્ટેલિજન્સનું પૃથ્વીની આસપાસ પ્રસરણ થાય છે. જે વાહક પર કોઈ ઇન્ટેલિજન્સ ન હોય તેને ‘બિનઅધિમિશ્રણ વાહક’ (unmodulated carrier) કહે છે. દા.ત., આકૃતિ 3માં 5 મેગાહર્ટ્ઝ આવૃત્તિનું અને 100 વોલ્ટ કંપવિસ્તારનું બિનઅધિમિશ્રણ વાહક તરંગ દર્શાવ્યું છે. વાસ્તવિક રેડિયોસંચારમાં આ તરંગ વાહક(carrier)નું કામ કરતો હોવાથી આકૃતિમાં કંપવિસ્તાર માટે સંજ્ઞા E_c વાપરી છે, જ્યારે તેની આવૃત્તિ દર્શાવવા f_c સંજ્ઞા લખાય છે. બંનેમાં E તેમજ fની નીચે લખવામાં આવતો અક્ષર (subscript) c વાહક તરંગનું સૂચન કરે છે.

રેડિયોતરંગ દ્વારા બે સ્થળ વચ્ચે સંદેશાવ્યવહાર સ્થાપવાનું કાર્ય સૌપ્રથમ સર જગદીશચંદ્ર બોઝ અને માર્કોનીએ 1895માં કર્યું. બિનતારી સંદેશાવ્યવહાર પ્રણાલીની માર્કોનીએ પેટન્ટ કરાવી હતી, જ્યારે બોઝે પેટન્ટ કરાવી ન હતી. 1899માં તેણે રેડિયોતરંગ દ્વારા બ્રિટિશ ચૅનલ આરપાર સફળતાથી સંદેશા મોકલ્યા, તેમજ 12 ડિસેમ્બર 1901ના રોજ ઍટલાંટિક મહાસાગર આરપાર સંદેશાવ્યવહાર સ્થાપ્યો ત્યારે બોઝની પ્રયુક્તિનો ઉપયોગ કર્યો હતો. પરંતુ માર્કોનીનાં બિનતારી ઉપકરણો મૉર્સ કોડ અનુસાર રેડિયો પ્રેષક નિશ્ચિત સમયાંતરે ચાલુબંધ કરી સંદેશાનું આદાનપ્રદાન કરતા હતા. અર્થાત્ બિનતારી સંદેશા વાસ્તવમાં ‘વાયરલેસ ટેલિગ્રાફી’ રૂપે પ્રસારણ પામતા હતા. રેડિયોતરંગ મારફતે સામાન્ય વાર્તાલાપ રૂપે સંદેશાનું આદાનપ્રદાન સૌપ્રથમ એક અમેરિકન ભૌતિકશાસ્ત્રી રેજિનાલ્ડ ઓબ્રે દ્વારા 1906માં કરવામાં આવ્યું, જેમાં તેણે મૅસેચ્યુસેટ્સથી ઍટલાંટિક મહાસાગરમાં ફરતાં વહાણોના મુસાફરો સાથે વાતચીત કરી હતી. આ અરસામાં 1907માં વૈજ્ઞાનિક ડી. ફૉરેસ્ટે સૌપ્રથમ ત્રણ વીજાગ્ર ધરાવતી ટ્રાયોડ વીજાણુનળી (electron tube) રચવામાં સફળ થયો. આ નળી (વાલ્વ) દ્વારા દૂરથી આવતા અત્યંત નબળા રેડિયોતરંગનું વિવર્ધન (amplification) તેમજ સંચારણ (transmission) માટે ઘણી જ ઊંચી આવૃત્તિના પ્રત્યાવર્તી વિદ્યુતપ્રવાહ ઉત્પન્ન કરવાનું શક્ય બન્યું, જેમાં 30 કિલોહર્ટ્ઝથી 300 ગીગાહર્ટ્ઝ (ગીગા = 10⁹) અર્થાત્ 30 x 10³ હર્ટ્ઝથી 300 x 10⁹ હર્ટ્ઝ આવૃત્તિ ધરાવતા પ્રત્યાવર્તી વોલ્ટેજ ઉત્પન્ન કરવાનું શક્ય બન્યું. રેડિયોતરંગ દ્વારા વિકિરિત થતી વિદ્યુતઊર્જા, ઊંચી આવૃત્તિએ પ્રમાણમાં ઘણી વધારે હોય છે. તેથી દરિયાપારના દેશો વચ્ચે પણ રેડિયોવ્યવહાર સ્થાપી શકાયો. છેલ્લે અમેરિકન ભૌતિકશાસ્ત્રી આર્મસ્ટ્રૉંગે વીજાણુનળીઓ(વાલ્વ)ની મદદ લઈ પ્રયત્નો કર્યા પછી 1918માં વ્યવહારુ રેડિયોગ્રાહી બનાવ્યું.

1937 સુધી રેડિયોતરંગ દ્વારા જરૂરી સંકેતનું પ્રસારણ કંપવિસ્તાર અધિમિશ્રણ (amplitude modulation) પદ્ધતિ પર કરવામાં આવતું, જેની વિગતો નીચે પ્રમાણે છે :

આકૃતિ 3માં રેડિયોતરંગ અથવા વાહક તરંગ બતાવ્યો છે, જેમાં માત્ર વિદ્યુતસદિશ  વિરુદ્ધ સમય tનો આલેખ બતાવ્યો છે. આ તરંગનો કંપવિસ્તારએકમૂલ્ય (અચળ) છે, જેથી પ્રત્યેક તરંગના શૃંગને અગર ગર્તને સ્પર્શતી રેખા A₁B₁ અથવા A₂B₂ દોરવામાં આવે તો તે રેખાઓ X–અક્ષથી અનુક્રમે +E_c તેમજ –E_c અંતરે તેમજ X–અક્ષને સમાંતર આવશે. અર્થાત્ તરંગનો કંપવિસ્તાર એકમૂલ્ય ( જેટલો) જણાશે. અચળ કંપવિસ્તારવાળો રેડિયોસંકેત (કંપવિસ્તાર અધિમિશ્રણ પદ્ધતિમાં) કોઈ ઇન્ટેલિજન્સનું પ્રસારણ કરતો નથી.

હવે ધારો કે 100 હર્ટ્ઝ આવૃત્તિના ધ્વનિનું પ્રસારણ કરવું છે તો પ્રથમ તેને માઇક્રોફોન અને વિવર્ધક(amplifier)માંથી પસાર કરી તેનું અનુરૂપ વિદ્યુતતરંગમાં રૂપાંતર કરવું પડશે, જે રેડિયોતરંગના કંપવિસ્તાર (100 V) કરતાં આશરે 40 % એટલે કે 40V કંપવિસ્તારનો હોય, (ધ્વનિના સુસ્પષ્ટ પુનરુત્પાદન–reproducation–માટે પ્રાયોગિક રીતે, નું 0.4 જેટલું મૂલ્ય શ્રેષ્ઠ જણાયું છે.) તેને આકૃતિ 4માં તરંગસ્વરૂપે બતાવ્યો છે. ધ્વનિ માટે V = વેગ = 330 મીટર = 300 મીટર (આશરે) માની લઈ આ ધ્વનિની તરંગલંબાઈ λ અથવા ν = nλ સમીકરણ વાપરી શકાશે, જ્યાં n = 100 હર્ટ્ઝ હોવાથી તરંગલંબાઈ = 3 મીટર જેટલી થશે. 100 હટ્ર્ઝ આવૃત્તિનો ધ્વનિ કાન પર લગભગ ટેલિફોનના ડાયલટોન જેવો લાગશે, જેનું તરંગસ્વરૂપ આકૃતિ 4 મુજબ છે, જે

OPQRS જેવું જણાશે તેમજ તે 1/100 સેકંડમાં પૂરું થશે. આકૃતિ 3માંના  રેડિયોઆવૃત્તિ વાહક દ્વારા આકૃતિ 4 મુજબનો ધ્વનિસંચાર કરવા 100 વોલ્ટવાળા વાહક સંકેતનો લાક્ષણિક કંપવિસ્તાર જરૂરી છે. તેને સંચાર પામતા ધ્વનિના કંપવિસ્તાર સાથે વધઘટ કરવામાં આવે છે. આ ક્રિયા ‘કંપવિસ્તાર અધિમિશ્રણ’ (ટૂંકમાં A.M.) કહેવાય છે. A.M. પદ્ધતિ પરના સંચારણ દરમ્યાન એમ ગોઠવવામાં આવે છે કે જે ક્ષણે પ્રેષિત થતા ધ્વનિનો કંપવિસ્તાર શૂન્ય હોય તે ક્ષણે વાહક સંકેતનો કંપવિસ્તાર તેનું અચળ મૂલ્ય E_c જાળવી રાખે, પરંતુ પ્રેષિત થતો ધ્વનિ તેનો મહત્તમ કંપવિસ્તાર E_m ધારણ કરે ત્યારે વાહક સંકેત પણ કંપવિસ્તારમાં મહત્તમ (E_c + E_m) મૂલ્ય ધારણ કરે. જ્યારે ધ્વનિનો કંપવિસ્તાર લઘુતમ અર્થાત્ –E_m થાય ત્યારે વાહકનો કંપવિસ્તાર પણ લઘુતમ અર્થાત્ (E_c – E_m) થાય. આ પ્રકારે કંપવિસ્તાર અધિમિશ્રિત કરેલો વાહક સંકેત આકૃતિ 5માં બતાવ્યો છે, તેમાં પણ માપક્રમ જાળવવો અશક્ય હોવાથી આકૃતિ થોડી અચોક્કસ છે, જેનું કારણ એ છે કે ધ્વનિનો આવર્તકાળ (1/100) સેકંડ છે. તથા સમય 0 સેકંડ, (1/200) સેકંડ અને (1/100) સેકંડ હોય ત્યારે તેનો, તત્કાલીન કંપવિસ્તાર શૂન્ય હોય છે. જ્યારે સમયના (1/400) સેકંડે કંપવિસ્તાર +E_m અને (3/400) સેકંડ મૂલ્ય માટે –E_m હોય છે. વળી પ્રેષિત થતા ધ્વનિનો એક તરંગ (1/100) સેકંડ લે છે, જ્યારે વાહક સંકેતનો એક તરંગ સેકંડ સમય લે છે. તેથી ધ્વનિના એક તરંગમાં વાહક સંકેતના 5 x 10⁴ (50,000) તરંગો સમાશે, જે આકૃતિમાં બતાવવા અશક્ય છે. તેથી આકૃતિ 5 જેમાં પ્રેષિત થતા ધ્વનિનો એક જ તરંગ બતાવ્યો છે તેમાં વાહક તરંગ પાસ-પાસે આવેલી લગભગ સમાંતર રેખાઓ વડે બતાવ્યો છે. તેમાં ધ્યાનથી જોતાં જણાશે કે બિંદુ O આગળ વાહકના એક જ અધિમિશ્રણ ચક્ર(ધ્વનિના તરંગ)નું ચિત્ર કંપવિસ્તાર OO₁ = E_c છે. P₁ (અથવા P₂) દ્વારા બતાવાતા સમય  સેકંડે કંપવિસ્તાર વધીને (E_c + E_m) થાય છે,  સેકંડે કંપવિસ્તાર ફરીથી E_c બને છે.  સેકંડે ધ્વનિ [આકૃતિ 4] ઋણ મહત્તમમાંથી પસાર થાય છે, જેથી વાહકનો કંપવિસ્તાર પણ ઘટીને (E_c – E_m) થાય છે. જ્યારે  સેકંડે ધ્વનિનું એક ચક્ર પૂર્ણ થઈ કંપવિસ્તાર E_m શૂન્ય થતાં અધિમિશ્રિત વાહકનો કંપવિસ્તાર પણ ફરીથી E_c થઈ જાય છે. વાસ્તવમાં 100 વોલ્ટ કંપવિસ્તારનો વાહક 40 વોલ્ટ કંપવિસ્તારના ધ્વનિ વડે કંપવિસ્તાર અધિમિશ્રિત કરવાથી એવો વાહક તરંગ ઉત્પન્ન થશે, જે આવૃત્તિમાં અચળ f_c જેટલો જ રહે; પરંતુ જેનો કંપવિસ્તાર E_G (E_c + E_m), E_c, (E_c– E_m) અને E_c વચ્ચે બદલાયા કરે. આવા કંપવિસ્તાર-અધિમિશ્રણ સંકેતમાં ઉપરનાં મથાળાં જોડવાથી મળતી વક્રરેખા O₁P₁Q₁R₁S₁ અથવા O₂P₂Q₂R₂S₂ રેખાને તરંગનું પરિસ્પર્શક-આવરણ (envelope) કહે છે. વાસ્તવમાં પ્રેષક પરથી આવતા વાહક સંકેત પર જરૂરી ઇન્ટેલિજન્સ, કંપવિસ્તારના ફેરફારો અથવા પરિસ્પર્શક અથવા અધિમિશ્રણ રૂપે પ્રેષિત થાય છે.

આવતો સંદેશ ગ્રહણ કરવા રેડિયોગ્રાહીમાં અધિમિશ્રિત વાહક ગ્રહણ કરી તેમાંથી અધિમિશ્રણ છૂટું પાડવામાં આવે છે. આટલી માહિતી મેળવ્યા બાદ રેડિયોપ્રેષક અને રેડિયોગ્રાહીના કાર્ય અંગેની માહિતી નીચે પ્રમાણે સમજી શકાય છે.

આકૃતિ 6માં રેડિયોપ્રેષકના અગત્યના ભાગ દર્શાવ્યા છે. કાર્ય સમજવા માટે ધારો કે રેડિયોપ્રેષકને ફાળવવામાં આળેલી આવૃત્તિ 5 મેગાહર્ટ્ઝ છે, જ્યારે પ્રેષિત થતા ધ્વનિ–A.F. signalની આવૃત્તિ 100 હર્ટ્ઝ છે. પ્રેષિત થતો A.F. સંકેત માઇક્રોફોન Mમાંથી આવતો દર્શાવ્યો છે. જ્યારે રેડિયોઆવૃત્તિ વાહક તરંગ, આર. એફ. આંદોલકમાંથી આવે છે તથા તેની આવૃત્તિ પ્રેષકને ફાળવેલી આવૃત્તિ (5 મેગાહર્ટ્ઝ) જેટલી હોય છે, તેમજ મૂલ્યમાં 5 મેગાહર્ટ્ઝથી બિલકુલ ન બદલાય તેની તકેદારી રાખવા આંદોલકને બેવડી દીવાલવાળા તાપમાન-નિયંત્રિત (air conditional) આવરણમાં રાખેલું છે.

આવરણ Eમાં રાખેલું આંદોલક પ્રેષકને ફાળવેલી આવૃત્તિ(5 MHz)નો સંકેત બહાર પાડે છે. આ સંકેતને પ્રથમ R. F. કંપવિસ્તારમાં દાખલ કરી તેનું વિવર્ધન કરી તેનો કંપવિસ્તાર મોટો (માનો કે 100 વોલ્ટ) કરવામાં આવે છે. બીજી તરફ માઇક્રોફોનમાંથી આવતો 100 જેટલી આવૃત્તિવાળો એ. એફ. સંકેત, એ. એફ. વિવર્ધક દ્વારા વિવર્ધિત કરી તેનો કંપવિસ્તાર વાહકના કંપવિસ્તાર કરતાં 0.4 ગણો અર્થાત્ 40 વોલ્ટ કરવામાં આવે છે. હવે આર.એફ. વાહકનું એ.એફ. સંકેત વડે કંપવિસ્તાર-નિયમન (amplitude modulation) કરવા આ બંને સંકેત પ્રેષકના અધિમિશ્રણ વિભાગમાં એકસાથે દાખલ થાય છે. અધિમિશ્રણ ખાસ પ્રકારનો વીજાણુનળી ધરાવતો પરિપથ છે, જેમાં આ બે તરંગનો ગુણાકાર (સરવાળો નહિ) થાય છે. પરિણામે સંખ્યાબંધ આવૃત્તિઓ ધરાવતા સંકેત ઉત્પન્ન થાય છે, જેમાંથી કંપવિસ્તાર અધિમિશ્રિત આર.એફ. સંકેત અર્થાત્ જે સંકેત આવૃત્તિમાં મૂળ વાહક સંકેતની આવૃત્તિ(5 મેગાહર્ટ્ઝ)નો હોય, પરંતુ જેનો કંપવિસ્તાર પ્રેષિત થતા એ. એફ. સંકેતના કંપવિસ્તારને અનુસરતો હોય તે છૂટો પાડી, તેને એક વાર ફરીથી અધિમિશ્રિત વિવર્ધકમાં મોકલી વિવર્ધન કરી, તેને ટ્રાન્સમિટિંગ ઍન્ટેના દ્વારા અવકાશમાં વિકિરિત કરવામાં આવે છે.

કંપવિસ્તાર અધિમિશ્રિત સંકેત વાસ્તવમાં ઊંધી આવૃત્તિ (અત્રે વિચારેલ કિસ્સામાં 5 મેગાહર્ટ્ઝ) તેમજ નીચી આવૃત્તિ(ચર્ચાના કિસ્સામાં 100 હર્ટ્ઝ)ના બે સંકેતને વિશિષ્ટ રીતે મિશ્ર કરેલો તરંગ છે; અર્થાત્ R.F. અને A.F.નું મિશ્રણ છે. ગ્રાહક મથકે આવા તરંગમાંથી કોઈ રીતે R.F. સંકેત છૂટો પાડી દૂર કરવામાં આવે તો માત્ર એ.એફ. સંકેત રહે, જેને સીધો હેડફોન દ્વારા કાને સાંભળી શકાય અથવા વિવર્ધન એક કે બે તબક્કા(stage)માંથી પસાર કરી લાઉડસ્પીકરમાં સાંભળી શકાય. આ કામ રેડિયોગ્રાહીમાં થાય છે.

રેડિયોસંચાર દ્વારા ધ્વનિ અથવા એ.એફ. સંકેતને વિકિરિત કરવાની બીજી પ્રચલિત પદ્ધતિ આવૃત્તિ અધિમિશ્રણ (frequency modulation – ટૂંકમાં F.M.) કહેવાય છે. તેમાં પ્રેષિત થતા સંકેત કે ધ્વનિ દ્વારા વાહક તરંગનો કંપવિસ્તાર એકમૂલ્ય રાખી, વાહકની તત્કાલીન આવૃત્તિ f_c, તેના પ્રારંભિક મૂલ્ય કરતાં, પ્રેષિત થતા સંકેત અનુસાર વધે અથવા ઘટે તેમ કરવામાં આવે છે. આવૃત્તિ અધિમિશ્રણની સરળ સમજૂતી માટે વાહકની મૂળ આવૃત્તિ f_c = 5 મેગાહર્ટ્ઝ તેમજ પ્રેષિત (transmit) થતા ધ્વનિની આવૃત્તિ f_m = 100 હર્ટ્ઝ લેતાં (જ્યાં m મૂળાક્ષર અધિમિશ્રણ કરનાર તરંગ સૂચવે છે.) તેનું તરંગસ્વરૂપ અગાઉની આકૃતિ 4માં જોયા પ્રમાણે OPQRS જેવું વેવફૉર્મ ધરાવતો વક્ર છે, જેનો કંપવિસ્તાર E_m તથા આવર્તકાળ T = સે. છે. ધ્વનિનો આ તરંગ

(i) O, Q અને S ક્ષણો શૂન્યમાંથી પસાર થાય છે જે પ્રારંભિક ક્ષણે સેકંડે અને  સેકંડે બને છે.

(ii) P બિંદુને અનુરૂપ સમય  સેકંડે ધ્વનિતરંગ મહત્તમ તીવ્રતા ધારણ કરે છે, જે (+E_m)² જેટલી થાય છે.

(iii) R બિંદુને અનુરૂપ સમય  સેકંડ છે, જ્યારે ધ્વનિતરંગ (–E_m)²ને અનુરૂપ તીવ્રતા ધારણ કરે છે, જે સેકંડે હતી તેટલી જ તીવ્રતા છે, ફક્ત ધ્વનિનો તરંગ ઉત્પન્ન કરતો કંપતો કણ તે સમયે મધ્યસ્થિતિથી ઋણ દિશામાં E_m જેટલું સ્થળાંતર કરે છે, જેથી સ્થળાંતર –E_m ગણેલું છે. આવૃત્તિ અધિમિશ્રણ માટે પ્રેષક મથક (transmitter) આગળ એવી યોજના ગોઠવવામાં આવે છે કે પ્રેષણ થતો ધ્વનિ, આર.એફ. વાહકની આવૃત્તિ ઓછીવત્તી કરે, જેમાં (a) ધ્વનિના (100 હર્ટ્ઝનો તરંગ) જે જે ક્ષણે શૂન્યમાંથી પસાર થાય તે તે ક્ષણે આર. એફ. વાહકની આવૃત્તિ, મધ્યમાન આવૃત્તિ f_c (= 5 MHz) જેટલી રહે; (b) પરંતુ ધ્વનિનો કંપ જે ક્ષણે મહત્તમ થાય તે ક્ષણે વાહકની આવૃત્તિ વધીને (f_c + Δf_c) જેટલું મૂલ્ય ધારણ કરે; (c) ધ્વનિનો કંપ ઋણ દિશામાં મહત્તમ બને ત્યારે આર.એફ. વાહકની આવૃત્તિ ઘટીને (f_c – Δf_c) થાય.

Δf_cને આવૃત્તિનું વિચલન (frequency deviation) કહે છે, જે મોટાભાગનાં પ્રેષકોમાં ± 75 કિલોહર્ટ્ઝ ગોઠવવામાં આવે છે. આકૃતિ 7 જેમાં ઉપરનો તરંગ ધ્વનિના તરંગ OP₁PQRS તરીકે તેમજ આ ધ્વનિ વડે આવૃત્તિ અધિમિશ્રિત વાહક તરંગ નીચેના ભાગમાં બતાવ્યો છે. તે પર વિચારતાં આવૃત્તિ અધિમિશ્રણની ક્રિયા દાખવશે. O₁O સમય દરમિયાન ધ્વનિ ઉત્પન્ન થતો નથી, તેથી તેને અનુરૂપ O₁´O´ ભાગમાં આવૃત્તિ અધિમિશ્રિત તરંગની આવૃત્તિ f_c (= 5 મેગાહર્ટ્ઝ) રહે છે. P આગળ ધ્વનિ +Em મૂલ્ય ધારણ કરે છે, જે ધન મહત્તમ મૂલ્ય (positive peak value) હોવાથી P´ આગળ વાહકની તત્કાલીન આવૃત્તિ ક્રમે-ક્રમે વધી f_cમાંથી f_c + Δf_c થાય છે. PQ ભાગમાં ધ્વનિ ક્રમે-ક્રમે ઘટી Q આગળ શૂન્ય તીવ્રતા ધારણ કરે છે, જેથી વાહક પણ આવૃત્તિમાં ક્રમે-ક્રમે ઘટી (f_c + Δf_c)થી f_c આવૃત્તિ ધારણ કરે છે. તે પ્રમાણે ધ્વનિતરંગના ઋણ અર્ધચક્ર (negative half cycle) QRS દરમિયાન વાહક આવૃત્તિમાં f_cથી ઘટી (f_c – Δf_c) થઈ ફરીથી f_c બને છે. સરળ સરખામણી માટે એક જ ધ્વનિના તરંગ વડે કંપવિસ્તાર અધિમિશ્રણથી ઉદભવતો તરંગ તેમજ, આવૃત્તિ અધિમિશ્રણથી ઉદભવતો તરંગ આકૃતિ 8 (અ) અને 8 (આ)માં અનુક્રમે બતાવ્યા છે.

આકૃતિ 8 (અ)માં પ્રેષણ થતા આર.એફ. વાહકની આવૃત્તિ એકમૂલ્ય છે, જ્યારે કંપવિસ્તાર E_c, (E_c + E_m) અને (E_c – E_M) વચ્ચે બદલાય છે. આકૃતિ 8 (આ)માં પ્રેષણ થતા આર.એફ. વાહકની આવૃત્તિ f_c (f_c + Δf_c) તથા (f_c – Δf_c) વચ્ચે બદલાય છે, જ્યારે કંપવિસ્તાર એકમૂલ્ય રહે છે. આકૃતિ 7 અને 8 પરથી જણાય છે કે પ્રેષણ થતા ધ્વનિના ધન અર્ધચક્ર દરમિયાન આવૃત્તિ અધિમિશ્રિત તરંગની આવૃત્તિ ઊંચી જાય છે. (f_cથી વધી f_c + Δf_c), જેથી તરંગલંબાઈ નાની થતી જાય છે. અર્થાત્ ધ્વનિના ધન અર્ધચક્ર OPQ (આકૃતિ 7) દરમિયાન આવૃત્તિ અધિમિશ્રિત આર.એફ. વાહકના તરંગો સાંકડા થઈ ગયેલા જણાય છે. તે પ્રમાણે ધ્વનિના ઋણ અર્ધચક્ર QRS (આકૃતિ 7) દરમિયાન વાહક આર.એફ. સંકેતના તરંગો પ્રમાણમાં પહોળા થઈ ગયેલા જણાય છે.

એફ.એમ. પ્રેષકની સંજ્ઞા (આકૃતિ 9) એ. એમ. પ્રેષકને મળતી આવે છે.

માઇક્રોફોનમાંથી આવતો ધ્વનિ, એ.એફ. કંપવિસ્તાર દ્વારા વિવર્ધન પામી (આંદોલક + અધિમિશ્રક)નું કામ કરતા તબક્કામાં દાખલ થાય છે, જેમાં ક્વાર્ટ્ઝ સ્ફટિક-આધારિત આંદોલક પ્રેષકને ફાળવવામાં આવેલી આવૃત્તિ f_cનાં આંદોલન ઉત્પન્ન કરે છે. આ આંદોલન આવૃત્તિને પ્રેષણ થતા ધ્વનિ અનુસાર (f_c + Δf_c) થી (f_c – Δf_c) આવૃત્તિ વચ્ચે અધિમિશ્રિત કરવા વિશિષ્ટ પરિપથમાં જોડેલી પાંચ વીજાગ્ર ધરાવતી પેન્ટોડ વીજાણુનળી – જેને રિઍક્ટન્સ ટયુબ મૉડ્યુલેટર કહે છે તે – ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે. કંપવિસ્તાર અધિમિશ્રિત થયેલું આર. એફ. વાહક, અર્થાત્ એફ.એમ. સંકેત, હવે અધિમિશ્રિત વિવર્ધકમાં પ્રવેશી પ્રબળ બને છે, જેને પ્રેષક ઍન્ટેના દ્વારા અવકાશમાં વિકિરિત કરવામાં આવે છે. દુનિયાભરનાં હજારો પ્રેષક પૈકી કેટલાંક એ.એમ. પદ્ધતિ પર જ્યારે કેટલાક એફ.એમ. પદ્ધતિ પર સંદેશા અને/અથવા ટેલિવિઝનનાં ર્દશ્યોનું પ્રસારણ કરે છે.

છેલ્લે, એ.એમ. તરંગમાંથી તેમજ એફ.એમ. તરંગમાંથી જરૂરી સંદેશ ગ્રહણ કરવા વપરાતા રેડિયોગ્રાહીના સિદ્ધાંતનો પણ વિચાર કરવો જરૂરી છે.

માનો કે રેડિયો-ધારક આકાશવાણી અમદાવાદ-વડોદરા પરથી આવતો કાર્યક્રમ ગ્રહણ કરવા ઇચ્છે છે. આ માટે એ.એમ. માટેનું રેડિયોગ્રાહી જરૂરી છે. સરળતા માટે માનો કે આ મથક 100 હર્ટ્ઝનો ધ્વનિ પ્રેષિત કરે છે. આ સંજોગમાં ગ્રહણ કરવાનો રેડિયોતરંગ આવૃત્તિમાં 850 કિલોહર્ટ્ઝનો તેમજ 100 હર્ટ્ઝના ધ્વનિ વડે કંપવિસ્તાર અધિમિશ્રણ પામેલો આકૃતિ 10માં દર્શાવ્યા મુજબનો તરંગ થશે; જેમાં ક્રમિક શૃંગ જોડવાથી મળતો વક્ર a₁, a₂, a₃, …….. a₁₀ અથવા ક્રમિક ગર્ત જોડવાથી મળતો વક્ર b₁, b₂, b₃, ……. b₁₀ વિકિરિત થતો 100 હર્ટ્ઝનો ધ્વનિતરંગ દર્શાવે છે. આ બંને વક્રને કંપવિસ્તાર અધિમિશ્રિત થયેલા આર.એફ. વાહકનું પરિસ્પર્શક અર્થાત્ તરંગનું આવરણ કહેવાય છે.

મતલબ એ થાય છે કે કંપવિસ્તાર અધિમિશ્રણ પદ્ધતિમાં વિકેરિત થતો ધ્વનિ (એ.એફ. સંકેત) આર.એફ. વાહક પર આવરણના રૂપમાં પ્રસારણ પામે છે. સ્પષ્ટ છે કે આવો ધ્વનિ પાછો મેળવવા રેડિયોગ્રાહીમાં કોઈ રીતે એમ ગોઠવવું પડે કે ઊંચી આવૃત્તિ ધરાવતો રેડિયોતરંગ કાઢી નાખી, તરંગના આવરણને અનુસરતો પ્રમાણમાં નીચી આવૃત્તિ-100 હર્ટ્ઝ ધરાવતો પ્રત્યાવર્તી વોલ્ટેજ ઉત્પન્ન થાય, જેને સીધો જ ટેલિફોનના ઇયરફોન જેવા ઉપકરણમાં મોકલવાથી પ્રેષિત થતો 100 હર્ટ્ઝનો ધ્વનિ સાંભળી શકાય અથવા આ વોલ્ટેજનું વિવર્ધન કરી લાઉડસ્પીકર દ્વારા સાંભળી શકાય. કંપવિસ્તાર અધિમિશ્રિત રેડિયોતરંગમાંથી આ પ્રમાણે આવરણ છૂટું પાડી મૂળ ધ્વનિ પાછો મેળવવાની ક્રિયા પ્રેષક પર થતી ક્રિયા – અધિમિશ્રણથી બિલકુલ ઊલટા પ્રકારની હોવાથી તેને બિનઅધિમિશ્રણ (demodulation) અથવા સંસૂચન (detection) કહેવાય છે. આથી જણાય છે કે રેડિયોગ્રાહીનું મુખ્ય કાર્ય સંસૂચન (detection) માત્ર છે. આકૃતિ 10 અને 11 પર થોડોક વિચાર કરતાં જણાશે કે આકૃતિ 10માંના અધિમિશ્રિત રેડિયોઆવૃત્તિ વાહકનો જો એક જ દિશામાં વીજપ્રવાહ પસાર કરે તેવા સિલિકોન કે જર્મેનિયમ ધાતુમાંથી બનાવેલા એકદિશકારક ડાયોડ(rectifire diode)માંથી પસાર કરવામાં આવે તો પ્રાપ્ત થતો નિર્ગત વોલ્ટેજ આકૃતિ 11 મુજબનો જણાશે, જે આકૃતિ 11માંના તરંગનો OX રેખાની ઉપર તરફના ક્રમિક નાના-મોટા થતા વોલ્ટેજ સ્પંદનો બનેલો છે. તથા આ તમામ ટૂંકા સ્પંદ આવૃત્તિમાં 850 કિ. હર્ટ્ઝના રેડિયોઆવૃત્તિ વાહકનાં ધન અર્ધચક્ર છે; કેમ કે સંસૂચક ડાયોડ, અર્ધચક્રને પસાર થવા દેતો નથી. સમજૂતી માટે આકૃતિ 11માંના છેક ડાબી તરફના સ્પંદને A₁ કહો તો ત્યારબાદનો સ્પંદ A₂ કહેવાશે, જે મૂલ્યમાં A₁ કરતાં થોડોક મોટો છે.

સ્પંદ A₁ 0.5 જેવો સૂક્ષ્મ વોલ્ટેજ હોય તો A₂ 0.55 જેટલો, A₃ 0.58 જેટલો લગભગ હોય છે, વગેરે. પરંતુ ક્રમિક સ્પંદ A₁ અને A₂ અથવા તો A₂ અને A₃ વચ્ચેનો સમયનો અંતરાલ કેટલો હશે તે ગણવું આવશ્યક છે.

ધ્યાન રહે કે ચર્ચામાં રેડિયોઆવૃત્તિ વાહક આવૃત્તિમાં 850 કિલોહર્ટ્ઝ (8,50,000 હર્ટ્ઝ f_A) લીધેલી છે, જેના એક તરંગને પૂર્ણ થતાં લાગતો સમય T =  સે. એટલે 11.8 માઇક્રોસેકંડ લગભગ છે. સરળતા માટે આ સમય 12 માઇક્રોસેકંડ ગણો. આ

સંજોગમાં બે ક્રમિક સ્પંદ વચ્ચેનો સમયગાળો પણ 12 માઇક્રોસેકંડનો થશે, જે આકૃતિ 12 પરથી સમજાશે, જેમાં માત્ર પહેલા ત્રણ ક્રમિક એક જ દિશાના વોલ્ટેજ-સ્પંદ A₁, A₂ અને A₃ મોટા કરીને દર્શાવ્યા છે. μs સંજ્ઞા માઇક્રોસેકંડ દર્શાવે છે.

ધ્યાનથી જોતાં જણાય છે કે સંસૂચક નિર્ગત સંકેતમાં પહેલો વોલ્ટેજ સ્પંદ A₁ 0.5V મૂલ્યનો OB₁ = 6 μs જેટલા સમય માટે બહાર પડે છે, પરંતુ તે સમયગાળો પૂર્ણ થતાં જ આઉટપુટ વોલ્ટેજ ત્યારપછીના સમયગાળા B₁B₂ = 6 μs માટે શૂન્ય થઈ જાય છે. ત્યારબાદ બીજો સ્પંદ A₂ 0.55V મૂલ્યનો આવે છે. A₁ અને A₂ વચ્ચેનો સમયગાળો 120 μs જેટલો છે. તે પ્રમાણે A₂ અને A₃ વચ્ચેનો સમયગાળો પણ 12 μs છે. એટલે સંસૂચન થતા વોલ્ટેજ-સ્પંદની આવૃત્તિ પણ ગ્રહણ થતા અધિમિશ્રિત આર.એફ. સંકેત જેટલી જ (850 કિલોહટ્ર્ઝ) છે. તેમ જ A₁ A₂ A₃ …… સ્પંદ મૂલ્યમાં સહેજ નાનાંમોટાં પરંતુ બધાં જ ધન (positive) જેટલો જ છે. આવા એક જ દિશાનો વોલ્ટેજ ધરાવતી સ્પંદની અત્યંત ઊંચી આવૃત્તિ ધરાવતી હારમાળા ઇયરફોનમાં કે લાઉડસ્પીકરમાં મોકલતાં ધ્વનિ-ઉત્પાદક પડદો મધ્યમાનસ્થાનથી એક જ તરફના નાનામોટા ક્રમિક યાંત્રિક આંચકા અનુભવે છે. પરંતુ ક્રમિક આંચકા વચ્ચેનો સમયગાળો ઘણો જ નાનો – 6 μs જેટલો હોવાથી પડદો એક પછી એક આવતા સ્પંદને અનુસરી શકતો નથી. અર્થાત્ ક્રમિક સ્પંદ વચ્ચેના સમયમાં મૂળ સ્થિતિમાં આવી શકતો નથી. પરંતુ ક્રમિક સ્પંદના તફાવત અનુસાર આંદોલન કરે છે. આમ બનવાનું કારણ પડદાનું યાંત્રિક જડત્વ (mechanical inertia) છે. તેને પરિણામે પડદાનાં આંદોલન અથવા ધ્રુજારી આકૃતિ 12માં તૂટક રેખા વડે દર્શાવેલું તરંગ રૂપ (wave form) ધરાવે છે, તેને આકૃતિ 13માં સળંગ રેખા વડે ફરી દર્શાવેલ છે, જે પ્રેષિત થતો 100 હર્ટ્ઝનો ધ્વનિનો તરંગ છે, જે વાસ્તવમાં, આકૃતિ 10માંના અર્ધમિશ્રિત વાહક તરંગનું આવરણ a₁ a₂ ….. a₁₀ છે.

તેથી લાઉડસ્પીકર કે ઇયરફોનનો પડદો પ્રેષણ થતો ધ્વનિ પુન:ઉત્પાદિત કરે છે. કંપવિસ્તાર અધિમિશ્રિત રેડિયોતરંગ માટેના રેડિયોગ્રાહીની સરળ કરેલી આકૃતિ નીચે દર્શાવ્યા મુજબની જણાશે. (જુઓ આકૃતિ 14.)

ગ્રાહીના ગ્રાહક ઍન્ટેના A પર આસપાસનાં ડઝનબંધ પ્રેષકોમાંથી આવતા વિવિધ વાહક આવૃત્તિ (જેવી કે f₁, f₂, …… f_A ……… f_n) ધરાવતા તરંગ આપાત થાય છે, જે પૈકી સમસ્વરિત તબક્કા(tuner stage)ને યોગ્ય રીતે ગોઠવવાથી રેડિયો-ધારક પોતાનો મનપસંદ રેડિયોતરંગ (અમદાવાદ-વડોદરા મથકનો f_A આવૃત્તિનો તરંગ) છેડાઓ O₁O₂ વચ્ચે અલગ પડી બહાર આવે તેમ ગોઠવી શકે છે. જ્યારે બાકીની તમામ આવૃત્તિના રેડિયોતરંગ તાર E મારફતે જમીનમાં ચાલ્યા જાય છે. સમસ્વરિતમાંથી બહાર પડતો અમદાવાદ-વડોદરા મથકનો તરંગ (આવૃત્તિ f_A)ને સંસૂચક ડાયોડ D, સંસૂચન કરી માત્ર ધ્વનિનો તરંગ હેડફોનમાં મોકલે છે; જે રેડિયો વાપરનારને સંભળાય છે. આવૃત્તિ અધિમિશ્રણ (F.M.) પર આવતો ધ્વનિનો તરંગ, વાહક રેડિયોતરંગનો કંપવિસ્તાર અચળ રાખી તેની આવૃત્તિ f_c ઓછીવત્તી કરે છે, તેમજ આવૃત્તિ f_cનું ચલન (frequency deviation) f_c + Δf_c થી f_c – Δf_c વચ્ચે થાય છે.

ધ્વનિનો તરંગ જ્યારે તીવ્રતામાં મહત્તમ હોય ત્યારે વાહકની આવૃત્તિ (f_c + Δf_c) શૂન્યમાંથી પસાર થાય ત્યારે f_c અને, ન્યૂનતમમાંથી પસાર થાય ત્યારે (f_c – Δf_c) થાય છે. વાહક આવૃત્તિનું મધ્યમાન f_cથી ચલન ± Δf_c, 75 કિલોહર્ટ્ઝ રાખવામાં આવે છે. આવો તરંગ અગાઉ આકૃતિ 7માં નીચે દર્શાવેલો છે. વાહક આવૃત્તિનું કોઈ પણ ક્ષણ t આગળનું આવૃત્તિચલન ± Δf_c, પ્રેષણ થતા ધ્વનિના તરંગની તત્કાલીન તીવ્રતા પર અવલંબે છે.

કંપવિસ્તાર અધિમિશ્રિત આર.એફ. વાહકમાંથી મૂળ સંદેશો પાછો મેળવાતી ક્રિયા (demodulation) આવૃત્તિ સંસૂચક વિદ્યુત પરિપથ વડે કરી શકાય છે.

આવૃત્તિ સંસૂચક પરિપથની વિગતોમાં આ તબક્કે ઊતરી શકાય તેમ નથી, પરંતુ તેની લાક્ષણિકતાઓ ટૂંકમાં નીચે પ્રમાણે છે :

(i) આવૃત્તિ સંસૂચકમાં પ્રવેશતા આર.એફ. વાહકની આવૃત્તિ મધ્યમાન આવૃત્તિ f_c બરાબર હોય ત્યારે સંસૂચકનો નિર્ગત વોલ્ટેજ શૂન્ય હોય છે.

(ii) પ્રવેશતા આર.એફ. વાહકની આવૃત્તિ f_c કરતાં ઊંચી હોય તો સંસૂચિત નિર્ગત વોલ્ટેજ ધન હોય છે તેમજ તે વોલ્ટેજનું મૂલ્ય ν તત્કાલીન આવૃત્તિ વિચલનને પ્રમાણસર હોય છે.

(iii) પ્રવેશતા વાહકની આવૃત્તિ મધ્યમાન આવૃત્તિ કરતાં નીચી હોય તો નિર્ગત વોલ્ટેજ ઋણ બને છે. તેમજ તે પણ મૂલ્યમાં તત્કાલીન આવૃત્તિચલનને પ્રમાણસર હોય છે.

(iv) પ્રવેશ કરતા વાહકની આવૃત્તિ મૂલ્યમાં f_c બરાબર હોય તો તે ક્ષણે આવૃત્તિ સંસૂચકનો વોલ્ટેજ પણ શૂન્ય બને છે.

મુદ્દા (i), (ii) અને (iii) લક્ષમાં રાખી વિચાર કરતાં જણાશે કે આવૃત્તિ સંસૂચકનો નિર્ગત વોલ્ટેજ પ્રેષણ થતા ધ્વનિના તરંગને અનુસરે છે, જેને સીધો જ ઇયરફોનમાં અથવા વિવર્ધન કરી લાઉડસ્પીકરમાં સાંભળી શકાય. એફ.એમ. રેડિયોગ્રાહીની સરળ કરેલી રચના આકૃતિ 15 મુજબની જણાશે.

આવા ગ્રાહીમાં પણ પ્રથમ એફ.એમ. સમસ્વરિત તબક્કો આવશે જેને ગોઠવી મનપસંદ આવૃત્તિનો આર.એફ. વાહક તરંગ (ધારો કે વિવિધભારતી – આકાશવાણીનો એફ.એમ. તરંગ આવૃત્તિ 98 મેગાહટ્ર્ઝ) ગ્રહણ થાય તેમ ગોઠવી શકાશે. આ તરંગ આવૃત્તિ સંસૂચકમાં જઈ સંસૂચન પામશે. તેમ જ તે પ્રેષિત થતા ધ્વનિને અનુસરતો પ્રત્યાવર્તી (A.C.) વોલ્ટેજ બહાર પાડશે, જે હેડફોનમાં દાખલ કરી પ્રેષિત ધ્વનિ સીધો જ સાંભળી શકાશે.

આકૃતિ 14 અને 15માંનાં રેડિયોગ્રાહી પ્રાથમિક કક્ષાનાં છે. જે અનુક્રમે કંપવિસ્તાર અધિમિશ્રિત તેમજ આવૃત્તિ અધિમિશ્રિત એ.એફ. વાહકમાંથી પ્રેષિત થતો ધ્વનિ છૂટો પાડવાની રીત સમજાવવા પૂરતા આશયથી દોરેલા સર્કિટ છે. હાલના તબક્કે કોઈ પણ ક્ષણે કોઈ પણ સ્થળે મૂકેલા ગ્રાહીમાં હજારો જુદી જુદી આવૃત્તિઓ ધરાવતા રેડિયોતરંગ પ્રવેશે છે. તે પૈકી મનપસંદ આવૃત્તિનો સંકેત પસંદ કરવા વધારે સંકુલ વિદ્યુતપરિપથ ધરાવતાં રેડિયોગ્રાહી વપરાય છે. તેમાં ગ્રહણ થતા સંકેતને વિવિધ તબક્કે વિવર્ધન (amplification) આપવામાં આવે છે, જેની વિસ્તૃત વિગતો માટે વાચકે રેડિયોગ્રાહી પરનાં પુસ્તકો જોવાં અનિવાર્ય છે.

સારણી

	રેડિયો-તરંગની આવૃત્તિની મર્યાદા (f)	અનુરૂપ તરંગલંબાઈ (l)	નામાભિધાન	ઉપયોગ
	1	2	3	4
1.	30Hzથી 335 kHz	104 કિમી.થી 8955 કિમી.	Low to medium waves	દરિયાઈ વહાણો તેમજ ઊડતાં વિમાન વચ્ચે સંદેશા-વ્યવહાર
2.	335થી 1605 kHz	8955થી 187 કિમી.	Medium waves	દેશની જનતા માટેનાં રેડિયો-સ્ટેશન પરથી થતાં પ્રસારણ
3.	27 MHz	11.11 મી.	CITIZEN BAND HIGH FREQ. (CB RADIO)	દેશના નાગરિકોને અંદરોઅંદર વાતચીત માટે
4.	30થી 50 MHz	10થી 6 મી.	Very high Freq. (V.H.F.)	પોલીસ, ફાયરબ્રિગેડ, જંગલખાતાનાં મથકો માટે સુરક્ષિત
5.	50થી 54 MHz	6થી 5.55 મી.	Very high Freq. (V.H.F.)	પોતાનું ખાનગી ટ્રાન્સમિટર ધરાવતા રેડિયો એમેચ્યૉર માટે, જેમાં 6 મીટરનો સિગ્નલ લોકપ્રિય છે.
6.	54થી 216 MHz	5.55થી 1.38 મી.	V.H.F.	TVની ચૅનલ 2થી ચૅનલ 13 પર ટેલિકાસ્ટિંગ માટે
7.	88થી 108 MHz	3.4થી 2.77 મી.	V.H.F.	દેશની જનતા માટે F.M. પદ્ધતિ પર થતા બ્રૉડકાસ્ટ માટે
8.	470થી 890 MHz	0.64થી 0.33 મી.	ULTRA HIGH FREQ. (U.H.F.)	TV ચૅનલ 14થી ચૅનલ 83 પર ટેલિકાસ્ટિંગ માટે
9.	1.3થી 1.6 GHz	23 સેમી.થી 19 સેમી.	U.H.F.	રડાર ઑપરેશન માટે
10.	4થી 8.5 GHz	7.5 સેમી.થી 3.5 સેમી.	SUPER HIGH FREQ. (S.H.F.)	પૃથ્વી અને કૃત્રિમ ઉપગ્રહોના વચ્ચેના વ્યવહાર માટે
11.	30થી 300 GHz	1.0 સેમી.થી 1.0 મિલિમીટર	EXTRA HIGH FREQ. (E.H.F.)	પ્રાયોગિક સંદેશા-વ્યવહાર તેમજ ઍમેચ્યૉર ઑપરેટરો માટે રિઝર્વ

આ ઉપરાંત બિનતારી દૂરવાણીનો ઉપયોગ ઘણાં ક્ષેત્રોમાંથી થાય છે; જેમ કે ઊડતાં વિમાન વચ્ચેનો વાર્તાલાપ, વિમાનઘરના નિયામક કેન્દ્ર (control tower) અને ઉતરાણ કરવા માગતા વિમાની અથવા ઉડ્ડયન પ્રારંભ કરતા વિમાની વચ્ચે સંદેશા-વિનિમય વગેરે. આ સંજોગોમાં કોઈ બે નિશ્ચિત વ્યક્તિના રેડિયો-વાર્તાલાપમાં કોઈ અનિચ્છનીય બીજો વાર્તાલાપ પ્રવેશે નહિ, તેની તકેદારી રાખવા આંતરરાષ્ટ્રીય સમિતિએ વિવિધ ઉપયોગ માટે વાપરવા માટેના રેડિયોતરંગની આવૃત્તિઓનો પટ્ટો (wave band) નિશ્ચિત કરેલો છે, જે સારણીમાં દર્શાવ્યું છે.

અત્રે જોઈ શકાય છે કે રેડિયો-તરંગોનું વર્ણપટ તરંગ-લંબાઈની બાબતમાં 10⁴ કિમી.થી માંડી 1 મિલિમીટર લંબાઈ સુધી વિસ્તરેલું છે.

સૂ. ગી. દવે