在广播早期，人们根据沃斯顿的地波理论，把200米以上的中长波作为国家、大城市建台使用，片面地认为200米以下的中短波传播距离太短，无商业价值，将这些频段划给业余无线电爱好者使用。由于发射中长波要建立功率强大的发射机，需要国家投资，而短波却只需小功率的发射机就可以了，因此业余无线电爱好者都乐意使用短波。
在无线电广播的实践中，不少业余无线电爱好者发现，短波也可以传播到远方，于是，天波理论诞生了。
无线电报发明家马可尼在无线电发射实验中，推测空中有能够反射电磁波的电离层存在。后来，人们发现在离地面50~400千米的高空的确存在电离层，证实了马可尼的推测。1912年，英国的物理学家埃克耳斯从理论上论证了电离层对电磁波的折射作用。1924年，拉摩经过研究确定，电离层中存在大量的电子，揭示了电离层折射电磁波的原因。随后，查普曼研究指出，电离层可分为D、E、F层，各层对不同波长的电磁波的反射效果不一样，对短波的反射效果最好。查普曼还指出，只有频率大于30兆赫的电磁波才可以穿透电离层。这为以后的远距离微波通信（如人造卫星的通信）作了理论准备。
短波可以通过电离层的反射作用传播到远方。这一发现为无线电广播的发展开创了新的天地。当时，所有的长波和中波频段很快被各国的电台占满，原来认为没有多大作用的短波，成了无线电广播求之不得的新频段。
早期的无线电收音机短波的优点是：它的方向性好，适合作远距离定向广播；用较低的发射功率就可以传播到远方，建台成本低。1921年12月，美国在试验广播中，利用200米的中短波向英国广播，获得成功。1925年4月，荷兰的青年工程师冯·贝茨利尔建造了波长为30米的短波发射机，5月13日，将无线电信号传播到了印度尼西亚。经过技术改进，短波发射机可以向世界范围发射无线电广播信号。1927年6月1日，荷兰女王通过短波，向东、西印度群岛发表广播讲话。随后不久，在远距离的广播中，短波电台逐步取代了长波电台。
无线电广播研究人员还发现，长波和中波主要靠地面传播，但中波也有一部分经过天波传播。因此，到了夜间，由于空中的电离层升高，在同样的反射角度下，人们可以收听到白天收不到的远方中波电台的广播。
随着大量短波电台的出现，接收技术也得到相应改进。广播初期的收音机主要是为收听长波设计的，要想收听短波广播就要配制专门的装置。为了解决这个矛盾，费森登于1912年提出了“超外差原理”，将长波和短波都转换成中频，使一个收音机既可收听长波，又可收听短波。1919年，美国的物理学家阿姆斯特朗（1890~1954），根据费森登的原理，研制成功超外差收音机。
自从1965年第一颗地球同步静止轨道卫星发射成功后，无线电广播开始用同步卫星传播到世界各地，再也不受地波和天波的限制了。
从调幅到调频
无线电广播是利用电磁波传播声音信息的。传播的技术很复杂，但大体可分为两步，第一步是把语言、音乐等声音信号变成低频的电信号，这种信号不能发射。第二步是把低频的电信号变成高频的电磁波，通过天线从空中发射出去。将低频的电信号转变成高频电磁波，这个过程就叫调制。没有经过调制的高频电磁波叫做载波，它可以“运载”带有声音信息的低频电信号，经过调制后的高频电磁波叫调制波。如果把带有声音信息的低频电信号比作单车，那么，没有经过调制的高频电磁波就如一架飞机，调制波就像载满了单车的飞机。每个载波都有一定振幅和频率。电磁波是一种横波，振幅又叫波幅，是从波峰或者波谷到横坐标轴的距离。频率又叫周率，电磁波每秒钟振动的次数，单位是“赫兹”，简称“赫”。在无线电广播发射技术中，调制载波的振幅叫做调幅广播，调制载波的频率叫调频广播。
初期的无线电广播发射技术采用的是调幅（AM）制，这是使载波的振幅按照所需传送信号的变化规律而调制的方法。用调幅器将载波调制成调幅波，这种技术在无线电广播及其他的无线电通信中常为应用。调幅用于长波、中波和短波广播，它的优点是占用频带较窄，一般不大于20千赫，因此在较窄的中、短波频带内，可以容纳数量众多的广播电台。而且收听调幅的收音机结构简单，造价较低。
但是，调幅广播的抗干扰性能差，收音时噪音大。美国的物理学家阿姆斯特朗针对调幅广播的缺点，提出了调频（FM）广播理论。这是使载波的瞬时频率按照所需传送信号的变化规律而变化的调制方法，用调频器将载波调制成调频波。调频技术在无线电广播、电视伴音及无线电通信中广为应用。1933年，阿姆斯特朗创建第一座调频广播电台，克服了邻近电台干扰和雷电干扰的现象，可以使声音保持极高的保真度。调频广播与调幅广播相比，调频广播的抗干扰能力强，音质优美动听，覆盖面积大。第二次世界大战后，调频广播得到迅速发展。但调频广播的技术较复杂，建台成本高，所占的频带较宽，而且要用调频收音机才可以收听。这项广播技术一般只用于超短波的发射。
电视伴音使用的也是调频广播技术，但是由于电视的伴音与广播的频率不一样，所以调频收音机收不到电视的伴音。
从单声道到立体声
无线电广播早期，传播的声音是单声道，即单源音。单声道的录制、发射、接收技术较为容易，但单声道缺乏方位感和层次分明的立体感，尤其是一些立体感很强的音乐节目，从收音机里听起来就有些乏味了。为了增强广播的听觉效果，在单声道调频广播的基础上，发展了双声道调频广播，也叫立体声调频广播。
立体的听觉原理与立体的视觉原理相似。人们用两只眼睛看物体比用一只眼睛看更能准确地判断物体远近及方位；用两只耳朵听声音，更能感受到声音的方位和立体感。
在无线电广播发明之前，人们就认识了立体声。1881年的圣诞节那天，法国巴黎歌剧院演出精彩的节目。法国工程师克莱蒙特在舞台左右各安装一台电话机，分别与家里的两台电话机连接。表演开始了，他坐在远离剧院的家里同意大利科学家马可尼时抓起两个听筒，两耳同时收听。令人惊奇的现象出现了，他听到了舞台那身临其境的立体声。克莱蒙特发明的立体声技术获得了专利。这一年，他在巴黎博览会上，用自己的发明设备，直接转播巴黎歌剧院的现场演出，让参加博览会的顾客第一次欣赏到了立体声。
克莱蒙特的发明，引起了许多物理学家研究立体声的兴趣。在第一次世界大战期间，军事科学家们根据克莱蒙特的发明研制成了“双耳接收喇叭”，用来判断敌方飞机的方位。1931年，英国工程师布龙莱茵研制成了双声立体声唱片。1933年4月27日，美国的贝尔电话实验室利用电话线路，向华盛顿传送在费城举行交响乐的立体声。1941年，立体声电影问世。1954年，美国生产出双迹磁带立体声录音机。1957年，英、美两国分别生产首批商业用立体声唱片。1977年，日本研究制成脉码调制的立体声数字录音机。
立体声在广播电台的应用，最早是1925年，由美国康涅狄格州纽黑文的无线电广播电台播出。当时用的是调幅广播，立体声的双声道分别用两个不同的波长传播，每个听众要用两台收音机的耳机同时收听。调频广播普及后，立体声调频广播便陆续出现了。
我国的立体声广播始于1979年。当年9月26日，黑龙江省广播事业局研制成我国第一台立体声调制器。12月，黑龙江人民广播电台用这台调制器开始了立体声广播。中央人民广播电台从1982年10月1日开始，在第三套节目中播出立体声节目。
强大的光通信技术
1954年，美国物理学家研制出一种被称为“脉泽”的强大电流。他证明，利用脉泽原理可以制造出激光，但当时未能实用化。1960年，美国物理学家梅曼用强大的普通光照到人造红宝石上，制造出了比太阳光强1000万倍的激光。
光线电缆由于激光频带宽，有很丰富的频率资源，而且纯度高、不易扩散，具有很好的方向性，因而很快地便在通信领域找到了用武之地。开始，人们让载带着信息的激光通过大气传播，以实现点对点的通信；后来，人们发现激光在大气中传播时，易受气候条件和地理条件的影响和制约，不仅信号衰减很快，而且传输质量也得不到保证，因而便把注意力由“无线”方式转向“有线”方式，即设法给激光提供一个理想的有形通路。
人们很早就已发现弯曲的玻璃可以传光。在一个不透光的暗箱中安装一只电灯，把一根弯曲的玻璃棒的上端插入箱中，打开电灯，在棒的下端会有光线射出。这是因为从上端进入棒的光线在棒的内壁多次发生全反射，沿着锯齿形的路线顺玻璃棒传到了棒的下端。按照这一原理，人们制造出一种特殊的玻璃丝。先用石英为原料制成直径只有几微米到几十微米的细丝内芯，再在细丝的外面包上一层折射率比它小的材料制成的外套，光线在内芯和外套的界面上发生全反射，传播途中就不会因漏射而损失入射光的能量，这就是光导纤维，简称光纤。
1966年，英籍华人高锟博士最早提出以玻璃纤维进行远距离激光通信的设想。由于他以及许多后来者的不懈努力，人类终于进入了一个色彩纷呈、令人眼花缭乱的光通信时代。
一根光纤只能传送一个很小的光点，若把数以万计的光纤整齐排列，形成一束规则排列的光缆，光缆两端光纤排列的相对位置相同，就可以传送光信号图像了。光缆不仅能远距离传送图像，还能传送声音（光纤电话），在声音的发送端，通过声电转换和电光转换，把声音信号转变成强弱变化的光信号，通过光缆传到接收端，接收端再通过相应的转换，把光信号还原成声音信号。
光通信之所以有如此之魅力，首先是由于它的“宽广”和“大度”。它所能容纳的信息量之大是历代信息媒体所望尘莫及的。一根直径不到1.3厘米的由32根光纤组成的光缆，竟能容许50万对用户同时通话，或者同时传送50多个频道的电视节目。这还只是今天所能达到的水平，而它的潜力还要比这大得多。除此而外，光缆还具有不受电磁干扰、原料充足、成本低、质量轻、铺设方便、保密性强的优点。因而一经问世，便成为通信领域里一颗耀眼的明星。如今，由光纤组合而成的光缆不仅是陆地通信的命脉，而且还穿洋过海，成为连接世界各大洲的重要信息渠道。它不仅用作电信局站间的中继线路，还直达用户所在地的路边、楼群以至用户家中，给人们带来丰富多彩的通信服务。
知识点光存储技术
光存储技术是采用激光照射介质，激光与介质相互作用，导致介质的性质发生变化而将信息存储下来的。读出信息是用激光扫描介质，识别出存储单元性质的变化。在实际操作中，通常都是以二进制数据形式存储信息的，所以首先要将信息转化为二进制数据。写入时，将主机送来的数据编码，然后送入光调制器，这样激光源就输出强度不同的光束。
微波通信技术
微波通讯是在无线电通讯的基础上发展起来的一种新的通讯技术。它具有容量大、质量高，可以长距离传送电视、电话、电报、照片、数据等各种通讯信号。还有投资省、建设快等多方面的优点，因此，它已成为现代化通讯的一个重要组成部分。
说到微波通信，大家也许说不清是怎么回事，可要说到雷达、卫星转播电视节目，大家一定不会陌生。实际上，雷达和通信卫星都是利用微波来发现目标、进行远距离通信的。
那么，为什么让微波担当远距离通信的重任呢？实际上，微波属于电磁波，它和长波、中波、短波都是电磁波家族的成员。由于微波波长很短，它的频率就非常高。普通短波电台频率约为几兆赫，而微波频率，往往有几千兆赫，甚至几万兆赫。这样高的频率，不但不会受到雷电、电焊，或电气火车等的干扰，通讯中杂音很小，质量很好，而且由于频率高，频带也就宽，所以一个微波机可以传送数百乃至上千个电话以及远距离传送彩色电视节目。由于电视图像信号占用很宽的频带，因此，传输电视信号非它莫属。此外，微波波束很窄，方向性很强，使用较低的功率就可将信号传得很远，而且，方向性强的好处还在于可以减弱通信中互相干扰的现象。由于微波通信具有频带宽、携带信息量大、受外界干扰小、建站快、投资较少等优点，人们早就想以微波作为通信的传输手段。
微波电路的建设不受地形的限制，对于湖泊、大江、高山都可选择合理地形穿越而过，实现通讯。它也不受冰凌、大雪、暴雨等恶劣气候的影响。
因此，微波通讯可以适应各种现代化通讯的需要，因而得到广泛发展。
