Le
origini della moderna valvola termoionica possono essere fatte risalire al
momento in cui Thomas Alva Edison osservò il flusso unidirezionale di una
corrente elettrica tra il filamento caldo di una lampada a incandescenza e un
elettrodo posto nelle vicinanze. Il diodo, la prima valvola a due elementi
usata nelle radio, inventata dal fisico e ingegnere elettrotecnico britannico
John Ambrose Fleming nel 1904 e usata come rivelatore, raddrizzatore e
limitatore, non funzionava in modo molto diverso dal tubo di Edison.
Un
progresso rivoluzionario si ebbe nel 1906, quando statunitense Lee De Forest
montò un terzo elemento, la griglia, tra il filamento e il catodo di una
valvola elettrica. La valvola di De Forest, da lui chiamata audion ma oggi
detta triodo (valvola a tre elementi), fu inizialmente usata solo come
rivelatore, ma ben presto ne furono sfruttate le potenzialità come
amplificatore e oscillatore. Ciò permise, nel 1915, di stabilire
comunicazioni in radiotelefonia tra la Virginia e le Hawaii nonché tra la
Virginia e Parigi. Nel 1912 l'inventore statunitense Greenleaf Whittier
Pickard dimostrò come i cristalli i potessero essere usati come rivelatori.
Questa scoperta diede origine alle cosiddette radio a galena, molto diffuse
negli anni Venti. Nello stesso anno l'ingegnere elettrotecnico statunitense
Edwin Howard Armstrong scoprì il circuito a recupero, tramite il quale parte
dell'uscita di una valvola è inviata di nuovo alla valvola stessa. Questa e
altre scoperte di Armstrong sono alla base di molti circuiti dei moderni
apparecchi radio. Radar.
Nel
1902 l'ingegnere statunitense Arthur Edwin Kennelly e il fisico britannico
Oliver Heaviside annunciarono, indipendentemente e quasi simultaneamente, la
probabile esistenza di uno strato di gas ionizzato nell'alta atmosfera, che
influenzava la propagazione delle radioonde. Questo strato, un tempo chiamato
strato di Heaviside o di Kennelly-Heaviside, in realtà è solo uno dei
numerosi strati della ionosfera. Benché la ionosfera sia trasparente alle
radioonde più corte, riflette quelle più lunghe, permettendone la
propagazione ben oltre la linea dell'orizzonte.
La propagazione delle radioonde nella ionosfera è fortemente
influenzata dall'ora del giorno, dalla stagione e dall'attività delle macchie
solari. Leggere variazioni nella natura e nell'altitudine della ionosfera, che
possono verificarsi repentinamente, possono influenzare la qualità della
ricezione a lunga distanza.
La radio oggi
Gli
enormi progressi raggiunti nella tecnologia delle comunicazioni radio dopo la
seconda guerra mondiale hanno contribuito a rendere possibile l'esplorazione
dello spazio, e in particolare lo sbarco sulla Luna delle missioni Apollo
(1969-1972); sofisticate apparecchiature trasmittenti e riceventi facevano
parte del sistema di comunicazioni compatto, ad altissima frequenza,
installato a bordo dei moduli di comando e dei moduli lunari.