Sóng vô tuyến là gì?
Sóng vô tuyến là một loại bức xạ điện từ nổi tiếng nhất vì được sử dụng trong các công nghệ truyền thông, thiết bị điện tử hiện đại. Các thiết bị này nhận sóng vô tuyến và chuyển đổi chúng thành các rung động cơ học trong loa để tạo ra sóng âm thanh...
Phổ tần số vô tuyến là một phần tương đối nhỏ của phổ điện từ (EM). Phổ EM thường được chia thành bảy vùng theo thứ tự giảm bước sóng và tăng năng lượng và tần số. Các chỉ định phổ biến là sóng vô tuyến, sóng vi ba, hồng ngoại (IR), ánh sáng nhìn thấy, tia cực tím (UV), tia X và tia gamma.
Sóng vô tuyến có bước sóng dài nhất trong phổ EM, theo NASA, dao động từ khoảng 1 milimet đến hơn 100 km. Chúng cũng có tần số thấp nhất, từ khoảng 3.000 chu kỳ mỗi giây, hoặc 3 KHz, lên tới khoảng 300 GHz.
Phổ vô tuyến là một nguồn tài nguyên hạn chế và thường được so sánh với đất nông nghiệp. Giống như nông dân phải tổ chức đất đai của họ để đạt được thu hoạch tốt nhất về số lượng và chủng loại, phổ vô tuyến phải được phân chia giữa những người dùng theo cách hiệu quả nhất. Tại Hoa Kỳ, Cơ quan Viễn thông và Thông tin Quốc gia thuộc Bộ Thương mại Hoa Kỳ quản lý việc phân bổ tần số dọc theo phổ vô tuyến. Còn ở Việt Nam, sóng vô tuyến do Cục Tần số vô tuyến điện thuộc Bộ Thông tin và Truyền thông.
Một bộ chỉnh sóng vô tuyến
Lịch sử sóng vô tuyến
Nhà vật lý người Scotland James Clerk Maxwell, người đã phát triển một lý thuyết điện từ thống nhất vào những năm 1870, đã tiên đoán sự tồn tại của sóng vô tuyến. Năm 1886, Heinrich Hertz, một nhà vật lý người Đức, đã áp dụng lý thuyết của Maxwell vào việc sản xuất và thu sóng vô tuyến. Hertz đã sử dụng các công cụ tự chế đơn giản, bao gồm một cuộn dây cảm ứng và bình Leyden (một loại tụ điện ban đầu bao gồm một lọ thủy tinh với các lớp giấy bạc cả bên trong và bên ngoài) để tạo ra sóng điện từ. Hertz trở thành người đầu tiên truyền và nhận sóng vô tuyến có kiểm soát. Đơn vị tần số của sóng EM - một chu kỳ mỗi giây - được gọi là Hertz (Hz).
Phân loại và ứng dụng của sóng vô tuyến
Dải sóng vô tuyến
Cục Viễn thông và Thông tin Quốc gia Hoa Kỳ (NTIA) hường chia phổ vô tuyến thành chín dải:
Dải sóng vô tuyến
Tần số thấp đến trung bình
Sóng vô tuyến ELF, tần số thấp nhất trong tất cả các tần số vô tuyến, có phạm vi dài và rất hữu ích trong việc xâm nhập nước và đá để liên lạc với tàu ngầm và bên trong các mỏ và hang động. Nguồn sóng ELF / VLF tự nhiên mạnh nhất là sét. Sóng tạo ra bởi sét đánh có thể dội qua lại giữa Trái đất và tầng điện ly (tầng khí quyển có nồng độ ion và electron tự do cao). Những nhiễu loạn sét này có thể làm biến dạng các tín hiệu vô tuyến quan trọng truyền đến các vệ tinh.
Các băng tần vô tuyến của LF và MF bao gồm đài phát thanh hàng hải và hàng không, cũng như đài phát thanh AM (điều chế biên độ) thương mại. Các băng tần vô tuyến AM rơi vào khoảng 535 KHz đến 1,7 MHz. Đài phát thanh AM có phạm vi dài, đặc biệt là vào ban đêm khi tầng điện ly tốt hơn trong việc khúc xạ sóng trở lại trái đất, nhưng nó có thể bị nhiễu ảnh hưởng đến chất lượng âm thanh. Khi tín hiệu bị chặn một phần - ví dụ, bởi một tòa nhà có tường bằng kim loại như tòa nhà chọc trời - âm lượng của âm thanh bị giảm theo.
Tần số cao hơn
Các băng tần HF, VHF và UHF bao gồm đài FM, âm thanh truyền hình phát sóng, đài phát thanh dịch vụ công cộng, điện thoại di động và GPS (hệ thống định vị toàn cầu). Các băng tần này thường sử dụng "điều chế tần số" (FM) để mã hóa hoặc gây ấn tượng, tín hiệu âm thanh hoặc dữ liệu lên sóng mang. Trong điều chế tần số, biên độ (phạm vi tối đa) của tín hiệu không đổi trong khi tần số được thay đổi cao hơn hoặc thấp hơn ở tốc độ và cường độ tương ứng với tín hiệu âm thanh hoặc dữ liệu.
FM cho chất lượng tín hiệu tốt hơn AM vì các yếu tố môi trường không ảnh hưởng đến tần số theo cách chúng ảnh hưởng đến biên độ và máy thu bỏ qua các biến thiên về biên độ miễn là tín hiệu vẫn ở trên ngưỡng tối thiểu. Tần số đài FM rơi vào khoảng 88 MHz và 108 MHz.
Sóng ngắn
Sóng ngắn sử dụng tần số trong băng tần HF, từ khoảng 1,7 MHz đến 30 MHz. Trong phạm vi đó, phổ sóng ngắn được chia thành nhiều phân khúc, một số phân khúc dành riêng cho các đài phát sóng thông thường. Trên khắp thế giới, có hàng trăm trạm sóng ngắn. Trạm sóng ngắn có thể nghe hàng ngàn Km vì các tín hiệu dội lại từ tầng điện ly, và hồi phục trở lại hàng trăm hoặc hàng ngàn Km từ điểm xuất xứ của mình.
Tần số cao nhất
SHF và EHF đại diện cho tần số cao nhất trong băng tần sóng vô tuyến và đôi khi được coi là một phần của băng tần vi sóng. Các phân tử trong không khí có xu hướng hấp thụ các tần số này, làm hạn chế phạm vi và ứng dụng của chúng. Tuy nhiên, bước sóng ngắn của chúng cho phép các tín hiệu được định hướng trong các chùm hẹp bằng ăng ten đĩa parabol (ăng ten đĩa vệ tinh). Điều này cho phép truyền sóng ngắn trong phạm vi gần giữa các vị trí cố định.
SHF, ít bị ảnh hưởng bởi không khí hơn EHF, được sử dụng cho các ứng dụng tầm ngắn như Wi-Fi, Bluetooth và USB không dây (bus nối tiếp vạn năng). SHF chỉ có thể hoạt động trong các đường ngắm, vì sóng có xu hướng bật ra khỏi các vật thể như ô tô, thuyền và máy bay, theo RF Page. Và vì sóng bật ra khỏi các vật thể, SHF cũng có thể được sử dụng cho radar.
Nguồn ảnh: Internet
