Hầu hết các thiết bị như radio, tivi, điện thoại di động,… để hoạt động được cần có sóng. Loại sóng này giúp các thiết bị thu, nhận tín hiệu. Vậy sóng vô tuyến là gì? Sóng vô tuyến được ứng dụng như thế nào trong thực tế? Để tìm hiểu những thông tin về sóng vô tuyến, bạn hãy theo dõi bài viết dưới đây nhé!
Định nghĩa sóng vô tuyến và những loại sóng vô tuyến
Sóng vô tuyến là một trong những ý tưởng quan trọng, vĩ đại nhất của loài người. Vậy sóng vô tuyến là gì, cấu trúc của loại sóng này như thế nào ?
Khái niệm sóng vô tuyến là gì ?
Sóng vô tuyến là loại bức xạ được sử dụng trong các thiết bị điện tử, công nghệ truyền thông. Các thiết bị này tiếp nhận sóng vô tuyến. Quá trình chuyển đổi sóng vô tuyến thành rung động cơ học trong loa sẽ giúp tạo ra sóng âm thanh.
Về bản chất, sóng vô tuyến là một dạng của sóng điện từ. Sóng vô tuyến truyền với vận tốc ánh sáng trong môi trường chân không. Nó có thể lan truyền trong các môi trường khác nhau. Trong khi di chuyển, nếu gặp vật thể, nó có thể đi chậm lại. Mức độ này tùy thuộc vào độ từ thẩm và hằng số điện môi của môi trường.
Bước sóng của sóng vô tuyến khá dài ( dài hơn bước sóng hồng ngoại ). Nó là khoảng cách từ đỉnh sóng này tới đỉnh sóng tiếp theo. Và nó được ứng dụng thoáng rộng trong trong thực tiễn đời sống của tất cả chúng ta .
Phổ tần số vô tuyến là một phần nhỏ của phổ điện từ EM. EM được chia thành bảy vùng với bước sóng giảm dần, năng lượng và tần số tăng dần. Sóng vô tuyến có bước sóng từ 1mm đến 100km – được đánh giá là dài nhất trong phổ điện từ EM. Tuy nhiên, nó lại có tần số thấp nhất chỉ từ 3KHz đến 300GHz.
Các loại sóng vô tuyến
Sóng vô tuyến được nhà vật lý người Scotland J.C.Maxwell tiên đoán sự tồn tại nhà lý thuyết điện từ thống nhất. Sau đó, Heinrich – nhà vật lý người Đức đã áp dụng lý thuyết của J.C.Maxwell vào sản xuất và thu sóng vô tuyến vào năm 1886. Kể từ đó, sóng vô tuyến đã được loài người biết đến và khai thác một cách rộng rãi.
Có 4 loại sóng vô tuyến thông dụng lúc bấy giờ là :
-
Sóng ngắn có thể liên lạc rất xa nhờ sở hữu tần số cao. Tuy nhiên, nó lại dễ bị hấp thụ bởi các vật cản trên đường di chuyển.
-
Sóng cực ngắn – loại sóng mà các vô tuyến truyền hình thường hay sử dụng. Nó có khả năng xuyên qua mọi tầng, thậm chí đi vào cả không gian vũ trụ. Sóng cực ngắn được ứng dụng phổ biến trong liên lạc cũng như trong phát thanh truyền hình.
Thang sóng vô tuyến và sự truyền đi của sóng vô tuyến là gì ?
Dựa vào những loại sóng vô tuyến, người ta có thang sóng vô tuyến. Đây là một bảng tổng hợp những loại sóng cùng tần số cũng như bước sóng của chúng .
Sóng dài, sóng trung và sóng cực ngắn có thể bị các phân tử không khí trong khí quyển hấp thụ nên không thể truyền đi xa. Khoảng cách tối đa khi truyền những sóng này chỉ từ vài mét đến vài chục kilomet. Trong tầng điện li của khí quyển (độ cao 80 – 800km), các sóng ngắn vô tuyến phản xạ tốt trên tầng điện li, mặt đất, mặt nước biển. Nhờ sự phản xạ liên tiếp mà các sóng ngắn có thể truyền đi rất xa trên mặt đất.
Các sóng có tần số lớn hơn 30MH z không phản xạ trên tầng điện li. Chúng xuyên qua tầng này ra bên ngoài khoảng trống. Nếu chúng gặp những ăng-ten Parabol của vệ tinh tự tạo thì sẽ phản xạ trở lại mặt đất. Những vi sóng này thường được sử dụng để phát tín hiệu vô tuyến truyền hình .
Nguyên tắc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến là gì ?
Sóng vô tuyến dùng trong thông tin liên lạc chính là sóng điện từ cao tần trong dải sóng vô tuyến. Nó còn được gọi với cái tên khác là sóng mang. Để truyền tải âm thanh đi xa, người ta sử dụng micro. Nó sẽ biến dao động của âm thanh trở thành dao động điện cùng tần số – sóng âm tần.
Con người có thể nghe được âm thanh có tần số từ 16Hz đến 20kHz. Vậy những sóng mang có tần số 500kHz đến 900kHz làm sao có thể sử dụng được? Khi đó, người ta sẽ trộn sóng mang vào sóng âm tần (biến điện sóng mang) nhờ mạch biến điệu. Bên cạnh đó, với những sóng có cường độ nhỏ, người sử dụng các mạch khuếch đại để khuếch đại chúng lên.
Để có thể truyền tín hiệu, ta cần có:
- Máy thu thanh ( mạch phát sóng điện từ cao tần, micro, mạch khuếch đại, mạch biến điệu, ăng-ten )
- Máy phát thanh ( mạch khuếch đại từ điện cao tần, ăng-ten thu tín hiệu, mạch tách sóng, mạch khuếch đại giao động điện từ sóng âm tần, loa )
Các trạm phát và thu sóng ở rất xa nhau, người ta sử dụng sóng điện từ cao tần để truyền tín hiệu. Ở nơi thu tín hiệu, quy trình tách sóng âm tần khỏi sóng mang cao tần được thực thi bằng mạch tách sóng. Sau đó đưa sóng âm tần ra ngoài loa và biến giao động điện trở thành giao động âm có cùng tần số .
Ứng dụng của những loại sóng vô tuyến là gì ?
Sóng vô tuyến được ứng dụng hầu hết trong nghành thông tin, liên lạc. Bên cạnh đó, người ta còn sử dụng nó cho một ăngten rađa phát ra những sóng điện từ, thu nhận để giải quyết và xử lý thông tin, vệ tinh, mạng máy tính, …
Sóng mang ( sóng điện từ cao tần ) trong dải sóng vô tuyến ) được ứng dụng phổ cập trong nghành nghề dịch vụ này. Các loại ăng-ten vô tuyến được sử dụng để hoàn toàn có thể thu được tín hiệu vô tuyến từ những nhà đài. Đây là nguyên do chính những loại tivi, vô tuyến mặt đất cần có ăng-ten thì mới hoạt động giải trí được .
Sóng vô tuyến RF được sử dụng để điều trị y khoa và trong các ca phẫu thuật. Sóng vô tuyến hỗ trợ các bác sĩ phát hiện bệnh và điều trị bệnh. Các chuyên gia đã ứng dụng MRI (chụp cộng hưởng từ) để có thể chụp hình ảnh từ con người.
Ứng dụng của sóng cao tần là gì ? Sóng cao tần ( RFA ) nếu sử dụng và tiếp xúc trong thời hạn dài hoàn toàn có thể gây hại nghiêm trọng tới sức khỏe thể chất con người. Tuy nhiên, trong y học, loại sóng này và sóng vô tuyến điện lại được ứng dụng rất nhiều. Chúng được chỉ định trong việc tương hỗ điều trị ung thư, viêm loét, những khối u, …
Các dải sóng vô tuyến, tần số sóng vô tuyến là gì ?
Tần số vô tuyến ( hay còn được gọi là RF ) là dải tần số nằm trong khoảng chừng từ 3 kHz đến 300GH z. Như đã nói ở trên, để hoàn toàn có thể thu và phát sóng, người ta cần sử dụng những loại ăng-ten, mạch khuếch đại, … Cùng một lúc, ăng-ten hoàn toàn có thể nhận được hàng trăm, hàng ngàn tín hiệu vô tuyến. Vì vậy, cần phải có một bộ dò sóng vô tuyến. Nó sẽ giúp ăng-ten bắt được tần số muốn tìm .
Việc này được triển khai qua một bộ cộng hưởng. Bộ cộng hưởng sẽ khuếch đại giao động trong một giải tần và đồng thời giảm giao động của những tần số khác ngoài băng tần. Các dải sóng vô tuyến và hiệu quả của chúng sẽ được tóm tắt dưới đây :
Dải sóng thấp tần và trung tần
- Tần số từ 30 – 300H z ( ELF ) : sóng có tần số cực kỳ thấp chứa tần số điện mạng xoay chiều và những loại tín hiệu giám sát từ xa thấp .
- Tần số từ 300 – 3000H z ( VF – tần số thoại ) : sóng chứa những tần số kênh thoại tiêu chuẩn
- Tần số từ 3 – 30 kHz ( VLF – tần số rất thấp ) chứa phần trên của dải nghe được. VLF thường được ứng dụng trong những mạng lưới hệ thống bảo mật an ninh, quân sự chiến lược, tàu ngầm, …
- Tần số từ 30 – 300 kHz ( LF – tần số thấp ) thường dùng trong hàng hải và hàng không .
- Tần số từ 300 kHZ đến 3 MHz ( MF – tần số trung bình ) dùng cho hàng hải, hàng không và phát thanh thương mại sóng trung
Các sóng ELF có tần số thấp nhất dải tần vô tuyến. Trong thực tiễn, bạn hoàn toàn có thể gặp những nguồn phát ELF, VLF từ những tia sét. Chúng có phản xạ giữa Trái Đất và tầng điện li. Các nhiễu do tia sét hoàn toàn có thể làm biến dạng những tín hiệu vô tuyến quan trọng khi đang truyền đến những vệ tinh .
Dải LF và MF gồm những loại radio hàng hải, hàng không và radio thương mại AM. Radio AM có tầm truyền xa, đặc biệt quan trọng là vào đêm hôm nhưng nó vẫn bị ảnh hưởng tác động làm nhiễu, ảnh hưởng tác động đến chất lượng âm thanh. Nếu tín hiệu của radio AM bị chặn ( tường nhà sắt kẽm kim loại, … ) thì âm thanh của nó sẽ bị giảm đi đáng kể .
Các dải sóng cao tần
- Tần số từ 30 – 300MH z ( VHF – tần số rất cao ) sử dụng trong vô tuyến di động, hàng hải, hàng không, phát thanh thương mại, truyền hình thương mại ( kênh 2 đến 12 với tần số từ 54 – 216MH z )
- Tần số cực cao từ 300MH z đến 3 GHz ( UHF ) được sử dụng cho những kênh truyền hình thương mại điện tử ( kênh 14 đến 83 ), những dịch vụ thông tin mặt đất, radar, mạng lưới hệ thống viba, vệ tinh, …
HF, VHF và UHF được sử dụng để mã hóa, trộn một tín hiệu audio hoặc tài liệu vào sóng mang. Trong khi biến điệu tần số ( FM ) biên độ của tín hiệu không đổi, tần số biến thiên theo vận tốc nhất định. Độ lớn của tín hiệu trong khi FM vẫn bằng tín hiệu audio hoặc tài liệu. Các tần số radio FM thường từ 88 MHz đến 108 MHz và không bị tác động ảnh hưởng bởi những yếu tố thiên nhiên và môi trường .
Radio sóng ngắn – sóng vô tuyến là gì ?
Các radio sóng ngắn có tần số khoảng chừng 1,7 – 30 MHz. Chúng sử dụng tần số trong dải HF. Các phổ sóng ngắn được phân loại thành nhiều đoạn, mỗi đoạn được dành riêng cho những đài phát thanh tiếp tục. Hiện nay, có hàng trăm đài phát thanh sóng ngắn mà bạn hoàn toàn có thể nghe được từ xa hàng nghìn dặm .
|| Chi tiết tại: Sóng điện thoại là sóng gì? Sóng điện thoại gây vô sinh không?
Các tần số rất cao
- Tần số siêu cao từ 3 – 30GH z ( SHF ) đa phần được ứng dụng trong viba và vệ tinh
- Tần số cực kỳ cao – EHF từ 30 – 300GH z rất ít được sử dụng trong thông tin vô tuyến .
Đây là những tần số cao nhất trong dải vô tuyến. Tuy nhiên, SHF và EHF bị hạn chế tầm xa do chúng có thể bị các phân tử trong không khí hấp thụ. Tuy nhiên, bước sóng ngắn của chúng cho phép tín hiệu được hướng thành các chùm hẹp. Do đó, nó cho phép sự truyền thông tầm ngắn băng thông cao xảy ra giữa các điểm cố định.
SHF được ứng dụng tầm ngắn như Wifi, Bluetooth, USB, radar… Nó chỉ có thể hoạt động theo đường nhìn thẳng và bị phản lại khi gặp vật cản (xe cộ, tàu thuyền…)
>> Xem thêm : Tác hại của sóng Wifi: hiểm họa khôn lường cho sức khỏe <<
Trong đời sống văn minh, sóng SHF chiếm vai trò quan trọng trong bước cải tiến vượt bậc công nghệ tiên tiến của những thiết bị điện tử. Sự tăng trưởng can đảm và mạnh mẽ của những thiết bị không dây đã thay thế sửa chữa cho những thiết bị có dây cũ đều dựa trên nền tảng công nghệ tiên tiến của SHF
Dù ở tần số nào thì các dải sóng vô tuyến vẫn luôn đóng vai trò vô cùng quan trọng đối với cuộc sống và hoạt động thường ngày của con người. Hy vọng bài viết này đã có thể giúp bạn tháo gỡ các câu hỏi về sóng vô tuyến là gì cũng như hiểu rõ hơn về công dụng và các loại tần số vô tuyến hiện nay.
Bài viết tương quan khác :
