Sóng vô tuyến: cách hoạt động & phân loại (2022)

0
15

Anh em đều biết sóng điện tử có vai trò quan trọng đối với đời sống hàng ngày bởi những thiết bị điện tư như điện thoại, tivi… ngày càng sử dụng nhiều. Tuy nhiên liệu anh em đã hiểu hết về sóng vô tuyến chưa. Hãy tham khảo ngay bài viết dưới đây để biết sóng vô tuyến là gì? Có cấu tạo như thế nào ngay nhé.

Sóng vô tuyến là gì?

Anh có thể hiểu sóng vô tuyến là một loại bức xạ điện tử với bước sóng trong phổ điện tử và dài hơn ánh sáng hồng ngoại. Dạng sóng này được sử dụng phổ biến và nhất là trong công nghệ truyền thông và thiết bị điện tử hiện đại.

Sóng vô tuyến là gì

Những thiết bị này sẽ tiếp nhận sóng vô tuyến và chuyển đổi chúng thành những rung động cơ học trong loa và phát ra sóng âm thanh.

Với phổ tần số vô tuyến là phần khá nhỏ của phổ điện từ EM. Phổ điện tử sẽ được chia ra làm 7 vùng theo thứ tự giảm bước sóng và khả năng tăng năng lượng tần số.

phổ điện từ

Những chỉ định phổ biến là: Sóng vô tuyến, hồng ngoại (IR), sóng vi ba, ánh sáng nhìn thấy, tia cực tím (UV), tia X và tia Gamma.

Theo NASA sóng vô tuyến có bước sóng dài nhất trong phổ EM và dao động ở khoảng độ 1mm đến hơn 100km. Tần số sóng vô tuyến thấp khoảng 3000 chu kỳ cho mỗi giây hoặc 3 KHz và lên tới khoảng 300 GHz.

Được biết phổ vô tuyến là một nguồn tài nguyên hạn chế và thường được đối sánh đất nông nghiệp. Bởi vì phổ vô tuyến cần được phân chia giữa những người dùng theo cách đạt hiệu quả nhất.

→ Lịch sử hình thành sóng vô tuyến

Theo tìm hiểu sóng vô tuyến được hình thành do nhà vật lý người Scotland James Clerk Maxwell – người đã phát triển một lý thuyết điện từ thống nhất năm 1870 tiên đoán.

Lịch sử hình thành sóng vô tuyến

Năm 1886, nhà vật lý người Đức – Heinrich Hertz đã áp dụng lý thuyết của Maxwell để sản xuất và thu sóng vô tuyến. Ông tự sử dụng những công cụ tự chế là một cuộn dây cảm ứng, bình Leyden là một loại tụ điện được làm từ lọ thuỷ tinh và các lớp giấy bạc cả bên trong lẫn bên ngoài để có thể tạo ra được sóng điện tử.

Và kể từ đó, ông đã trở thành là người đầu tiên truyền và nhận sóng vô tuyến có kiểm soát. Đơn vị tần số của sóng là EM – một chu kỳ của mỗi giây và được gọi với tên là Hertz (Hz).

→ Nguyên lý hoạt động Radio Wave

Sóng vô tuyến được dùng trong thông tin liên lạc truyền thanh là sóng điện từ cao tần trong dải sóng vô tuyến và nó được gọi là sóng mang.

Nguyên lý hoạt động Radio Wave

Để có thể truyền tải được âm thanh đi xa thì cần dùng đến bộ phận Micro để biến dao động của âm thành dao động điện có cùng tần số với nhau. Tần số này ứng với một sóng điện từ gọi là sóng âm tần.

Khả năng của Micro là biến dao động của âm thanh thành dao động điện. Dao động điện này là một sóng điện từ và gọi là sóng âm tần.

dao động điện micro

Với âm thanh con người có thể nghe được là ở mức tần số 16Hz đến 20kHz. Với sóng mang thì có tần số từ 500 kHz đến 900 MHz, và muốn truyền tải được âm thanh thì cần phải sử dụng một mạch biến điệu để trộn sóng mang vào sóng âm tần. Quá trình này được gọi là biến điệu sóng mang. Trường hợp tín hiệu thu được có cường độ nhỏ thì cần phải khuếch đại chúng bằng các mạch khuếch đại.

Đây là quá trình biến điệu của mạch phát thanh đài AM

biến điệu mạch phát thanh đài AM

Đây là quá trình phát sóng Radio AM

quá trình phát sóng Radio AM

Với những trạm phát và máy thu ở cách xa nhau thì sóng mang sẽ phản xạ ở tần điện li và mặt đất, mặt nước biển. Nhờ đó mà tín hiệu có thể truyền đi được rất xa, và đây cũng là một trong những lý do mà người ta thường hay sử dụng sóng điện từ cao tần trong thông liên lạc.

sóng điện từ cao tần

Tại nơi thu tín hiệu thì cần phải tách sóng âm tần ra khỏi sóng mang cao tần và sau đó sẽ đưa ra loa. Bộ phần này được gọi là mạch tách sóng. Loa sẽ có chức năng biến dao động điện thành dao động âm có cùng tần số với nhau.

Có bao nhiêu loại Radio Wave?

Hiện nay có các loại sóng vô tuyến sau:

Loại sóng Tần số (f) Bước sóng (λ)
Sóng dài 0,1 – 1 (MHz) >= 103 (m)
Sóng trung 1 – 10 (MHz) 102 – 103 (m)
Sóng ngắn 10 – 102(MHz) 10 – 102 (m)
Sóng cực ngắn 102 – 103(MHz) 1-10 (m)
  • Dạng sóng dài: Có phản xạ tốt qua các tầng điện li. Sóng dài không bị ảnh hưởng bởi hiện tượng giao thoa sóng hay còn gọi là hiện tượng Fading
  • Sóng trung: Dùng để lan tỏa sóng trong các thành phố lớn, mức phản xạ của nó kèm hơn sóng dài và ảnh hưởng bởi hiện tượng giao thoa
  • Dạng sóng ngắn vô tuyến: Sóng này có tần số khá cao và thường bị các vật cản hấp thu. Điểm đặc biệt của sóng này là có thể liên lạc được rất xa
  • Sóng cực ngắn: Sóng này có khả năng là xuyên qua mọi tầng và đi được vào không gian vũ trụ cực lớn. Thường sẽ được ứng dụng trong liên lạc hoặc phát thanh truyền hình.

Vô tuyến truyền hình sẽ thường dùng sóng cực ngắn và sẽ không truyền được đi xa trên mặt đất.

phân loại Radio Wave

Dựa theo Cục Viễn thông và Thông tin Quốc gia Hoa Kỳ thì chia phổ vô tuyến thành 9 dải sóng vô tuyến sau:

Band Frequency range Wavelength range
Extremely Low Frequency (ELF) <3 kHz >100km
Very Low Frequency (VLF) 3 – 30 kHz 10 – 100km
Low Frequency (LF) 30 – 300 kHz 1m – 10km
Medium Frequency (MF) 300 kHz – 3 MHz 100 m – 1km
High Frequency (HF) 3 – 30 MHz 10 – 100m
Very High Frequency (VHF) 30 – 300 MHz 1 – 10m
Ultra High Frequency (UHF) 300 MHz – 3 GHz 10 cm – 1m
Super High Frequency (SHF) 3 – 30 GHz 1 – 10cm
Extremely High Frequency (EHF) 30 – 300 GHz 1mm – 1cm

Sóng vô tuyến có công dụng gì?

Hãy cùng mình những thử ứng dụng sóng vô tuyến gồm những gì sau đây:

→ Ứng dụng trong liên lạc vô tuyến

Thông thường như các đai vô tuyến AM/ FM để có thể thu được tín hiệu vô tuyến thì cần có một anten vô tuyến. Sóng vô tuyến thường sẽ được dùng trong thông tin liên lạc.

Ứng dụng trong liên lạc vô tuyến

Ở trong truyền thanh người ta thường sử dụng sóng điện tử cao tần trong dải sóng vô tuyến hay còn được gọi là sóng mang.

→ Ứng dụng trong y tế

Năng lượng tần số vô tuyến đã được áp dụng trong y tế để điều trị bệnh hơn 75 năm. Ngoài ra, sóng vô tuyến còn được áp dụng nhiều ở lĩnh vực y khoa và nhất là trong các ca phẫu thuật bởi nhờ vào đặc tính là có thể xuyên qua của sóng.

Ứng dụng sóng vô tuyến trong y tế

Ví dụ được nhiều người biết đến chính là các ca phẫu thuật xâm lấn tối thiểu gồm cả điều trị ngưng thở khi ngủ.

Và ngoài ra, sóng vô tuyến còn được ứng dụng trong các hệ thống vệ tinh, radar, mang máy tính và còn rất nhiều những ứng dụng khác trong đời sống.

Bài tập sóng vô tuyến

Dưới đây là một số bài tập sóng vô tuyến:

Bài tập sóng vô tuyến

Bài tập 1: (Đề thi thử lần 3 Vĩnh Phúc 2017) Trong hệ thống phát thanh, biến điệu có tác dụng

  1. Làm biên độ của sóng mang biến đổi theo biên độ của sóng âm
  2. Làm biên độ của sóng mang biến đổi theo tần số của sóng âm
  3. Tách sóng âm tần ra khỏi song mang
  4. Làm thay đổi tần số của sóng mang

Đáp án chính xác là đáp án B, trong hệ thống phát thanh thì biên điệu có tác dụng làm biên độ của sóng mang biến đổi theo tần số của sóng âm

Bài tập 2: Trong sơ đồ khối của một máy phát thanh vô tuyến đơn giản không có bộ phận nào sau đây?

  1. Mạch tách sóng
  2. Nguồn mạch phát sóng điện từ cao tần
  3. Mạch khuếch đại
  4. Nguồn mạch biến điệu

Đáp án chính xác là A, mạch tách sóng chỉ có ở máy thu thanh

Bài tập 3: Một tụ xoay có điện dung biến thiên liên tục và tỉ lệ thuận với góc quay theo hàm bậc nhất từ giá trị C1= 10pF đến C2 = 370pF tương ứng khi góc quay của các bản tụ tăng dần từ 00 đến 1800. Tụ điện được mắc với một cuộn dây có hệ thống tự cảm L = 2uH để tạo thành mạch chọn sóng của máy thu. Để thu được sóng điện từ có bước sóng 18,84m thì phải xoay tụ đến vị trí ứng với góc quay bằng:

  1. 200
  2. 300
  3. 400
  4. 600

Đáp án: A

Bài tập 4: Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến gồm cuộn cảm thuần L= 1/108π2 mH và tụ xoay có điện dung biến thiên theo góc xoay: C = 𝝰 + 30 (pF). Góc xoay 𝝰 thay đổi được từ 00 đến 1800. Mạch thu được sóng điện từ có bước sóng 20m khi quay góc xoay 𝝰 bằng:

  1. 850
  2. 900
  3. 1200
  4. 750

Đáp án: B

Mỗi bài sẽ có từng cách giải tuân theo đúng nguyên lý của sóng vô tuyến và công thức tính của chúng để có thể giải ra đáp án một cách chính xác nhất.

⏭️ Mời anh em xem thêm nhé:

Trên đây là những thông tin về sóng vô tuyến, hoạt động và ứng dụng của sóng có thể giúp được gì cho đời sống. Vậy với những thông tin trên, hy vọng anh em có thể hiểu rõ hơn về sóng vô tuyến và áp dụng nó vào trong cuộc sống.

Mecsu Blog

Đam mê cơ khí trong máu rồi, biết gì chia sẻ đó, anh em cùng nhau chia sẻ nhé
Subscribe
Notify of
0 Bình luận
Inline Feedbacks
View all comments