1. Sóng vô tuyến là sóng gì?

Sóng vô tuyến có vai trò quan trọng trong cuộc sống hàng ngày và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như điện thoại di động, ti vi, dụng cụ bếp, v.v. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ về khái niệm sóng vô tuyến.

Sóng vô tuyến được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như thông tin liên lạc và y tế. Trên bài viết này, chúng ta sẽ cùng Elcom tìm hiểu về khái niệm sóng vô tuyến là gì, cách sử dụng và những điều quan trọng khác xoay quanh sóng vô tuyến.

Sóng vô tuyến là một dạng sóng điện từ với độ dài bước sóng lớn hơn so với ánh sáng hồng ngoại. Tương tự như sóng trên mặt nước, sóng vô tuyến bao gồm một chuỗi các đỉnh và đáy. Tổng chiều dài của sóng trước khi nó lặp lại được gọi là chu kỳ. Bước sóng là khoảng cách mà sóng đi qua trong một chu kỳ.

Số chu kỳ hoặc số lần sóng lặp lại trong một giây được gọi là tần số. Tần số được đo bằng đơn vị hertz (Hz), biểu thị số chu kỳ mỗi giây. Một nghìn hertz được gọi là kilohertz (kHz), một triệu hertz được gọi là megahertz (MHz) và một tỷ hertz được gọi là gigahertz (GHz). Phạm vi tần số của sóng vô tuyến thông thường từ 3 kilohertz đến 300 gigahertz.

Sóng vô tuyến được tạo ra bởi máy phát và sau đó được nhận bởi máy thu. Ăng-ten cho phép máy phát phát sóng vô tuyến vào không gian và máy thu thu sóng vô tuyến từ không gian. Cả máy phát và máy thu được thiết kế để hoạt động trên một dải tần số cụ thể.

Sóng vô tuyến phổ biến và thường được sử dụng trong công nghệ truyền thông trên các thiết bị điện tử hiện đại. Các thiết bị này sẽ nhận sóng vô tuyến và chuyển đổi chúng thành các rung động cơ học trong loa để phát ra âm thanh.

Phổ điện từ được chia thành bảy vùng theo trình tự giảm bước sóng và tăng năng lượng của tần số. Sóng vô tuyến có bước sóng dài nhất trong số các dạng sóng điện từ.

Khái niệm sóng vô tuyến ban đầu đã được dự đoán bởi James Maxwell, một nhà toán học và nhà khoa học người Scotland, thông qua phương trình Maxwell. Sau đó, khái niệm này đã được chứng minh bởi Heinrich Hertz, một nhà vật lý người Đức.

Tuy nhiên, Guglielmo Marconi, một nhà phát minh và kỹ sư điện người Ý, đã thành công trong việc triển khai thực tế đầu tiên của sóng vô tuyến. Đó là lý do vì sao ông đã được trao giải Nobel cho phát minh này. Sóng vô tuyến đã được sử dụng thương mại lần đầu tiên vào năm 1900 và được gọi là sóng Hertzian trước khi đổi tên thành sóng vô tuyến.

Có hai loại sóng vô tuyến:

• Sóng dài, hay còn gọi là sóng đất, có thể truyền qua các chướng ngại vật và lan truyền trong khoảng cách dài như qua núi và theo đường viền Trái đất. Tuy nhiên, tín hiệu có thể bị suy hao hoặc mất dữ liệu khi chúng đi theo mặt đất do đặc điểm dẫn điện của mặt đất.
• Sóng vô tuyến ngắn, hay còn được gọi là thông tin vô tuyến sử dụng các tần số ở phía trên tần số trung bình (MF) và tất cả dải tần số cao (HF) trong phổ vô tuyến, từ 1.800-30.000 kHz. Bước sóng trong phổ này nhỏ hơn 200m (1500 kHz).

Mọi vật thể trong không gian tự nhiên phát ra sóng vô tuyến một cách tùy thuộc. Tất cả thông tin liên lạc mà chúng ta sử dụng trong cuộc sống hàng ngày là một phần trong sóng vô tuyến, bao gồm mạng di động, truyền thanh, truyền hình, thông tin liên lạc quân sự, và nhiều hơn nữa.

Trong không gian, sóng vô tuyến di chuyển với tốc độ của ánh sáng. Tuy nhiên, trong môi trường vật chất, tốc độ sóng vô tuyến tuân theo luật nghịch bình phương. Tốc độ lan truyền của sóng vô tuyến phụ thuộc vào môi trường mà nó đi qua.

Vấn đề chính của việc lan truyền sóng vô tuyến là nhiễu xạ và đổi hướng. Khi tín hiệu truyền xa, nó có thể bị suy giảm và gây mất dữ liệu. Để khắc phục vấn đề này, cần sử dụng mạng truyền rơ-le (Relay). Những vị trí truyền rơ-le, còn được gọi là trạm khuếch đại và trạm thu, truyền sóng tín hiệu vào không gian.

Sóng vô tuyến có thể được tạo ra bất cứ khi nào có sự gia tăng nhanh chóng của điện tích. Vì điện tích trong vật liệu được tăng tốc khi chúng va chạm với nhau trong quá trình di chuyển, tất cả các đối tượng và vật liệu đều phát ra sóng vô tuyến như một thuộc tính từ phản xạ nhiệt.

Ngoài ra, sóng vô tuyến cũng có thể được tạo ra thông qua các máy phát và thu vô tuyến.

Sóng vô tuyến được sử dụng phổ biến trong xã hội hiện đại ngày nay cho hệ thống liên lạc vô tuyến cố định và di động, phát sóng, radar và tuyến đường vô tuyến, thông tin liên lạc qua vệ tinh, hệ thống máy tính từ xa và nhiều ứng dụng khác.

Phát thanh

Một trong những ứng dụng chính của sóng vô tuyến là phát thanh. Ban đầu, âm thanh được điều chế bằng cách sử dụng nhiều kỹ thuật khác nhau như điều chế biên độ (AM) và điều chế tần số (FM).

Tín hiệu điều chế sau đó được mã hóa và truyền qua không gian bằng cách sử dụng máy phát sóng vô tuyến. Bên phía máy thu sóng vô tuyến, tín hiệu có thể được nhận bằng cách điều chỉnh máy thu để làm nhiều lần sóng với tần số của máy phát.

Hình ảnh minh họa về việc ứng dụng sóng vô tuyến trong lĩnh vực phát thanh.

Mạng di động

Sóng vô tuyến có khả năng xuyên qua các vật liệu cứng và vượt qua chướng ngại vật như tòa nhà, cây cối một cách dễ dàng. Đặc tính này của sóng vô tuyến được sử dụng trong ngành truyền thông để thiết lập các kết nối di động nhằm trao đổi thông tin. Các thiết bị di động bao gồm cả máy phát và máy thu sóng vô tuyến được lắp đặt trong điện thoại di động để truyền và nhận tín hiệu thông qua sóng vô tuyến.

Xem thêm bài viết:

• Mạng 5G: Thực tế triển khai tại Việt Nam – Cơ hội và thách thức
• Tương lai của 6G: Cuộc sống sẽ thay đổi như thế nào

RADAR

RADAR là từ viết tắt của Radio detection and ranging – dò tìm và định vị bằng sóng vô tuyến. Như tên gọi, RADAR sử dụng sóng vô tuyến để phát hiện và định vị chướng ngại vật.

Ăng-ten phát sóng của RADAR phát ra sóng vô tuyến vào môi trường. Đây là dạng sóng truyền qua không khí và quay trở lại nếu gặp chướng ngại vật. Sóng phản chiếu sau đó được máy thu ghi lại. Từ tốc độ sóng truyền và thời gian sóng quay trở lại, vị trí của chướng ngại vật có thể được xác định dễ dàng.

Đài thiên văn

Truyền thông vô tuyến trong thiên văn học được sử dụng để có cái nhìn rõ ràng và chính xác hơn về các hành tinh, sao chổi, tiểu hành tinh và nhiều thiên thể khác. Sóng vô tuyến không bị ảnh hưởng bởi các điều kiện thời tiết xấu như mưa, sương mù hoặc sự chiếu sáng từ Mặt Trời.

Các nhà thiên văn sử dụng sóng vô tuyến để nghiên cứu thành phần, vị trí, chuyển động và các tính chất khác của các thiên thể.

Hình ảnh minh họa về việc ứng dụng sóng vô tuyến trong các đài thiên văn để quan sát các thiên thể trong vũ trụ.

Truyền thông qua vệ tinh

Sóng vô tuyến được sử dụng để truyền phát thông tin qua khoảng cách lớn sử dụng các vệ tinh. Ưu điểm này làm cho sóng vô tuyến trở thành công cụ quan trọng trong việc truyền thông thông tin. Ở trạm đất, sóng vô tuyến được sử dụng để truyền tín hiệu đến vệ tinh. Sau đó, vệ tinh sẽ trả lại tín hiệu đã nhận được về trạm đất. Tín hiệu này sau khi được xử lý và trích xuất thông tin.

Truyền thông từ xa

Sóng vô tuyến thường được sử dụng trong việc đo lường từ xa để xác định vị trí chính xác của động vật và theo dõi chuyển động của chúng. Điều này thực hiện bằng cách gắn một máy phát vô tuyến vào cơ thể của động vật. Máy phát liên tục phát ra sóng vô tuyến trong môi trường. Các sóng phản xạ được thu lại bởi máy thu và sau đó hiển thị kết quả trên màn hình.

Đồ chơi điều khiển từ xa

Hầu hết các đồ chơi điều khiển từ xa hoạt động dựa trên sóng vô tuyến. Máy thu bên trong đồ chơi phản ứng với các sóng vô tuyến được truyền từ bộ điều khiển. Đó là cách mà người dùng có thể điều khiển đồ chơi từ xa.

Điều hướng và kiểm soát không dây

Một trong những ứng dụng chính của sóng vô tuyến là thiết lập các hệ thống không dây đáng tin cậy giữa máy bay và trung tâm kiểm soát không lưu. Các tần số cực cao hoặc siêu cao của sóng vô tuyến thường được sử dụng cho mục đích này. Sóng vô tuyến giúp duy trì kết nối không dây giữa các máy bay.

Y tế

Sóng vô tuyến được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực y tế và chăm sóc sức khỏe. Ví dụ, sóng vô tuyến được sử dụng trong các máy chụp cộng hưởng từ để tạo ra hình ảnh chi tiết và rõ nét về cơ quan nội tạng của bệnh nhân. Sử dụng sóng vô tuyến trong các quá trình quét hồi cứu hình từ (MRI) hoặc trong các ứng dụng y tế khác không gây tác động phụ.

Sóng vô tuyến cũng được biết đến là công cụ hỗ trợ trong các ca phẫu thuật không xâm lấn, bao gồm cả điều trị tắc nghẽn đường thở khi ngủ.

Hình ảnh minh họa về việc ứng dụng sóng vô tuyến trong máy chụp cộng hưởng từ và các thiết bị y tế khác.

Tàu ngầm

Hệ thống liên lạc trên tàu ngầm sử dụng sóng vô tuyến để truyền thông tin dễ dàng hơn. Thông thường, sóng vô tuyến tần số rất thấp hoặc siêu thấp thường được sử dụng vì chúng không bị hấp thụ bởi nước biển.

Sóng vô tuyến có nhiều ứng dụng thiết thực và mang lại nhiều lợi ích. Đó là những điều quan trọng về sóng vô tuyến, hi vọng bài viết đã cung cấp thông tin hữu ích cho bạn đọc.

Nguồn tham khảo: https://studiousguy.com/radio-waves-examples/