Sóng vô tuyến là gì

Câu hỏi: Sóng vô tuyến là gì?

Trả lời:

Sóng vô tuyến là loại bức xạ được sử dụng trong thiết bị điện tử và công nghệ truyền thông. Các thiết bị này nhận sóng vô tuyến. Quá trình biến đổi sóng radio thành dao động cơ học trong loa giúp tạo ra sóng âm thanh.

Theo NASA, sóng vô tuyến có bước sóng dài nhất trong phổ EM, từ 1 mm đến hơn 100 km. Chúng cũng có tần số thấp nhất, từ khoảng 3.000 chu kỳ mỗi giây, hoặc 3 KHz, cho đến khoảng 300 GHz.

Hãy cùng Đại học Kinh doanh và Công nghệ Hà Nội tìm hiểu thêm về Sóng vô tuyến:

Định nghĩa sóng vô tuyến và các loại sóng vô tuyến

Sóng vô tuyến là một trong những phát minh quan trọng và vĩ đại nhất của loài người.

Khái niệm về sóng vô tuyến là gì?

Sóng vô tuyến là một loại bức xạ được sử dụng trong các thiết bị điện tử và công nghệ truyền thông. Các thiết bị này nhận sóng vô tuyến. Quá trình biến đổi sóng radio thành dao động cơ học trong loa giúp tạo ra sóng âm thanh.

Về bản chất, sóng vô tuyến là một dạng của sóng điện từ. Sóng vô tuyến di chuyển với tốc độ ánh sáng trong chân không. Nó có thể lây lan trong các môi trường khác nhau. Trong khi di chuyển, nếu gặp phải vật thể, nó có thể bị chậm lại. Mức độ này phụ thuộc vào độ thẩm thấu và hằng số điện môi của môi trường.

Bước sóng của sóng vô tuyến khá dài (dài hơn bước sóng của tia hồng ngoại). Là khoảng cách từ đỉnh sóng này đến đỉnh sóng tiếp theo. Và nó được áp dụng rộng rãi trong cuộc sống thực của chúng ta.

Phổ tần số vô tuyến là một phần nhỏ của phổ điện từ EM. EM được chia thành bảy vùng có bước sóng giảm dần, năng lượng và tần số tăng dần. Sóng vô tuyến có bước sóng từ 1mm đến 100km – được coi là bước sóng dài nhất trong phổ điện từ EM. Tuy nhiên, nó có tần số thấp nhất chỉ từ 3KHz đến 300GHz.

Các loại sóng vô tuyến

Sóng vô tuyến đã được nhà vật lý người Scotland JCMaxwell dự đoán về sự tồn tại của một nhà lý thuyết điện từ thống nhất. Sau đó, nhà vật lý người Đức Heinrich đã áp dụng lý thuyết của JCMaxwell vào việc sản xuất và thu sóng vô tuyến vào năm 1886. Kể từ đó, sóng vô tuyến được nhân loại biết đến và khai thác rộng rãi.

Các loại sóng vô tuyến

Có bốn loại sóng vô tuyến phổ biến hiện nay:

– Sóng dài có thể phản xạ tốt qua tầng điện ly. Nó không bị ảnh hưởng bởi nhiễu sóng (hay còn gọi là fade).

– Sóng trung bình ít phản xạ hơn sóng dài và có thể bị ảnh hưởng bởi giao thoa sóng.

– Sóng ngắn có thể liên lạc ở khoảng cách rất xa nhờ tần số cao. Tuy nhiên, nó rất dễ bị hấp thụ bởi các chướng ngại vật trên đường đi.

– Lò vi sóng – loại sóng mà tivi thường sử dụng. Nó có khả năng xuyên qua tất cả các lớp, thậm chí đi ra ngoài vũ trụ. Lò vi sóng được sử dụng rộng rãi trong truyền thông cũng như phát thanh truyền hình.

Quy mô sóng vô tuyến và sự lan truyền của sóng vô tuyến là gì?

Căn cứ vào các loại sóng vô tuyến, người ta có thang đo sóng vô tuyến. Đây là bảng tổng hợp các loại sóng có cùng tần số cũng như bước sóng của chúng.

Sóng dài, sóng trung bình và vi sóng có thể bị các phân tử không khí trong khí quyển hấp thụ và không thể truyền đi quãng đường dài. Khoảng cách tối đa khi truyền các loại sóng này chỉ từ vài mét đến vài chục km. Trong tầng điện ly của khí quyển (độ cao 80 – 800 km), sóng vô tuyến ngắn được phản xạ tốt trong tầng điện ly, đất và biển. Nhờ các phản xạ liên tiếp, sóng ngắn có thể truyền đi những khoảng cách rất xa trên mặt đất.

Sóng vô tuyến dội xuống đất nếu gặp anten của vệ tinh nhân tạo

Sóng có tần số lớn hơn 30 MHz không bị phản xạ trong tầng điện ly. Chúng đi qua lớp này vào không gian bên ngoài. Nếu gặp anten parabol của vệ tinh nhân tạo, chúng sẽ phản xạ trở lại mặt đất. Những lò vi sóng này thường được sử dụng để phát tín hiệu vô tuyến truyền hình.

Nguyên tắc liên lạc vô tuyến là gì?

Sóng vô tuyến dùng trong thông tin liên lạc là sóng điện từ cao tần trong dải sóng vô tuyến. Nó còn được gọi là tàu sân bay. Để truyền âm đi xa người ta dùng micro. Nó chuyển đổi các rung động âm thanh thành các dao động điện có cùng tần số – sóng âm thanh.

Con người có thể nghe được âm có tần số từ 16Hz đến 20kHz. Vậy làm sao có thể sử dụng sóng mang có tần số từ 500kHz đến 900kHz? Khi đó sóng mang sẽ được mạch biến điệu trộn thành sóng âm thanh (sóng mang). Ngoài ra với sóng nhỏ người ta dùng mạch khuếch đại để khuếch đại chúng.

Để có thể truyền tín hiệu, chúng ta cần:

– Máy thu thanh (sóng điện từ cao tần, micro, âm ly, mạch biến điệu, anten)

– Thiết bị phát thanh (mạch khuếch đại từ trường cao tần, anten thu tín hiệu, mạch tách sóng, mạch khuếch đại dao động điện từ, loa)

Trạm phát và trạm thu cách nhau rất xa, người ta dùng sóng điện từ cao tần để truyền tín hiệu. Tại máy thu, quá trình tách sóng âm thanh ra khỏi sóng mang cao tần được thực hiện nhờ mạch tách sóng. Sau đó đưa sóng âm ra khỏi loa và biến dao động điện thành dao động âm cùng tần số.

Các ứng dụng của sóng vô tuyến là gì?

Sóng vô tuyến được sử dụng chủ yếu trong lĩnh vực thông tin và truyền thông. Ngoài ra, người ta còn dùng nó cho ăng-ten radar phát sóng điện từ, máy thu để xử lý thông tin, vệ tinh, mạng máy tính, v.v.

• Ứng dụng của sóng vô tuyến trong thông tin liên lạc

Sóng mang (sóng điện từ tần số cao) trong dải tần số vô tuyến) được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực này. Nhiều loại ăng-ten vô tuyến được sử dụng để nhận tín hiệu vô tuyến từ các đài phát thanh. Đây là lý do chính khiến TV và đài phát thanh mặt đất cần ăng-ten để hoạt động.

• Ứng dụng trong lĩnh vực y tế

Sóng vô tuyến RF được sử dụng trong điều trị y tế và phẫu thuật. Sóng vô tuyến giúp bác sĩ phát hiện và điều trị bệnh. Các chuyên gia đã áp dụng phương pháp chụp cộng hưởng từ (MRI) để có thể thu được 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 gian dài có thể gây hại nghiêm trọng cho sức khỏe con người. Tuy nhiên, trong y học, loại sóng này và sóng vô tuyến được sử dụng nhiều. Chúng được chỉ định trong điều trị ung thư, loét, khối u, v.v.

Dải tần số vô tuyến là gì?

Tần số vô tuyến (hay còn gọi là RF) là dải tần từ 3kHz đến 300GHz. Như đã đề cập ở trên, để có thể thu và phát sóng, người ta cần sử dụng ăng-ten, bộ khuếch đại,… Đồng thời, ăng-ten có thể thu hàng trăm, hàng nghìn tín hiệu vô tuyến. . Do đó, một bộ thu sóng radio là bắt buộc. Nó sẽ giúp anten bắt được tần số mà bạn muốn tìm.

Điều này được thực hiện thông qua một bộ cộng hưởng. Bộ cộng hưởng sẽ khuếch đại các dao động trong một dải tần và đồng thời làm giảm các dao động của các tần số khác ra khỏi dải. Các dải tần số vô tuyến và việc sử dụng chúng được tóm tắt dưới đây:

Dải tần số thấp và trung bình

– Tần số từ 30 – 300Hz (ELF): Sóng tần số cực thấp chứa tần số nguồn điện xoay chiều và các loại tín hiệu đo từ xa thấp.

– Tần số từ 300 – 3000Hz (VF – voice frequency): sóng chứa tần số kênh thoại chuẩn

– Tần số từ 3 – 30kHz (VLF – very low frequency) chứa phần trên của dải âm thanh. VLF thường được sử dụng trong các hệ thống an ninh, quân sự, tàu ngầm,…

– Tần số từ 30 – 300kHz (LF – low frequency) được sử dụng phổ biến trong hàng hải và hàng không.

– Tần số từ 300kHZ đến 3MHz (MF – trung tần) dùng cho phát sóng thương mại hàng hải, hàng không và sóng trung

Sóng ELF có tần số thấp nhất trong dải tần số vô tuyến. Trong thực tế có thể gặp các nguồn ELF, VLF từ sét. Chúng có sự phản xạ giữa Trái đất và tầng điện ly. Tiếng ồn do sét gây ra có thể làm biến dạng các tín hiệu vô tuyến quan trọng khi chúng đến vệ tinh.

Phạm vi LF và MF bao gồm radio AM hàng hải, hàng không và thương mại. Đài AM có tầm phủ sóng xa, nhất là ban đêm nhưng vẫn bị nhiễu sóng, ảnh hưởng đến chất lượng âm thanh. Nếu tín hiệu của đài AM bị chặn (tường kim loại, v.v.), âm thanh của đài sẽ bị giảm đáng kể.

Dải tần số cao

– Tần số từ 30 – 300MHz (VHF – very high frequency) dùng trong phát thanh di động, hàng hải, hàng không, phát thanh thương mại, truyền hình thương mại (các kênh 2 đến 12 có tần số từ 54 – 216MHz)

Tần số siêu cao từ 300MHz đến 3GHz (UHF) được sử dụng cho các kênh truyền hình thương mại điện tử (kênh 14 đến kênh 83), dịch vụ thông tin mặt đất, hệ thống radar, vi ba, vệ tinh, v.v.

HF, VHF và UHF được sử dụng để mã hóa và trộn tín hiệu âm thanh hoặc dữ liệu vào sóng mang. Trong quá trình điều tần (FM), biên độ của tín hiệu không đổi, tần số thay đổi theo một tỷ lệ nhất định. Cường độ tín hiệu trong FM vẫn bằng tín hiệu âm thanh hoặc dữ liệu. Tần số đài FM thường nằm trong khoảng từ 88 MHz đến 108 MHz và không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường.

Đài phát thanh sóng ngắn – đài phát thanh là gì?

Radio sóng ngắn có tần số khoảng 1,7 – 30 MHz. Họ sử dụng tần số trong dải HF. Phổ sóng ngắn được chia thành nhiều phân đoạn, mỗi phân đoạn được dành riêng cho các đài phát thanh thông thường. Ngày nay, có hàng trăm đài phát thanh sóng ngắn mà bạn có thể nghe từ hàng ngàn dặm.

Tần số rất cao

Tần số rất cao của sóng vô tuyến được sử dụng trong radar

– Tần số siêu cao từ 3 – 30GHz (SHF) được sử dụng chủ yếu trong vi sóng và vệ tinh

Tần số cực cao – EHF từ 30 đến 300GHz hiếm khi được sử dụng trong liên lạc vô tuyến.

Đây là những tần số cao nhất trong dải tần số vô tuyến. Tuy nhiên, SHF và EHF có phạm vi hạn chế vì chúng có thể bị các hạt trong không khí hấp thụ. Tuy nhiên, bước sóng ngắn của chúng cho phép tín hiệu được dẫn thành các chùm hẹp. Do đó, nó cho phép liên lạc tầm ngắn băng thông cao giữa các điểm cố định.

SHF được sử dụng trong các ứng dụng tầm ngắn như Wifi, Bluetooth, USB, radar… Nó chỉ hoạt động trong tầm nhìn và bị phản xạ khi gặp chướng ngại vật (xe, tàu, v.v.)

Trong cuộc sống hiện đại, sóng SHF đóng vai trò quan trọng trong bước đột phá công nghệ của các thiết bị điện tử. Sự phát triển mạnh mẽ của các thiết bị không dây đã thay thế các thiết bị có dây cũ dựa trên nền tảng công nghệ của SHF.

Dù ở tần số nào thì sóng vô tuyến luôn đóng một vai trò vô cùng quan trọng đối với cuộc sống và sinh hoạt hàng ngày của con người. Hy vọng bài viết này của Đại học Kinh doanh và Công nghệ Hà Nội đã có thể giúp bạn giải đáp thắc mắc sóng vô tuyến là gì và hiểu rõ hơn về công dụng cũng như các loại tần số vô tuyến hiện nay.

Đăng bởi: Đại học Kinh doanh và Công nghệ Hà Nội

Chuyên mục: Lớp 12 , Vật lý 12

Nhớ để nguồn bài viết này: Sóng vô tuyến là gì của website vietabinhdinh.edu.vn

Chuyên mục: Giáo dục