Bước sóng - tính chất và đặc điểm

[ptchien]

Hi các bạn,

mình thật sự học về IT nhưng do đang học về chủ đề mạng ko dây (GSM, WLAN, Satellite ...) nên mình muốn hỏi 1 số câu tương đối cơ bản về tính chất của sóng:

Theo mình biết các sóng dài được dùng để truyền thông tin trong UBoot hay phổ biến hơn là ở các đài phát radio, tín hiệu TV ... Các sóng ngắn hơn thì bắt đấu được sử dụng trong GSM, UMTS hay trong WLAN. Các sóng dùng trong satellite thì có bước sóng cưc ngắn.

Vấn đề mình chưa rõ là tại sao lại các sóng đc sử dụng như thế. Theo mình hiểu thì các sóng dài có thể được truyền xa hơn các sóng ngắn và có thể truyền xuyên qua các vật cản, nếu đúng thế thì mình thấy sóng dài thích hợp hơn cho truyền thông tin trong điện thoại di động hay WLAN chứ?

Câu hỏi thứ 2 là tại sao bước sóng của satellite ngắn như vậy mà lại có thể truyền xa đến thế?

Bạn nào có thể giải thích rõ giúp mình đc ko?

[ductienvt]

Bước sóng càng ngắn thì năng lượng càng cao ( tỉ lệ với mũ 4 của tần số ). Sóng ngắn dễ dàng truyền xa hơn sóng dài mặc dù năng lượng thấp hơn ( Một máy phát FM và mW có thể truyền khá xa trong khi AM thì rất gần ). Sóng ngắn dễ truyền theo đường thẳng ( liên lạc với vệ tinh trong việc phủ sóng ). Với tần cao thì sóng ngắn và cực ngắn có thể truyền tải thông tin với tốc độ cao hơn.

[umivungtau]

Mình xin trả lời câu hỏi thứ nhất của bạn.
-Sóng dài đúng là có thể truyền truyền xa hơn sóng ngắn là do tính chất phản xạ của tần điện li bao quanh trái đất.Sóng phản xạ từ mặt đất lến tầng điện ly rồi phản lại phản xạ ngược lại, cứ thế nó có thể truyền thông tin giữa 1 điểm ko cùng nằm trên một mặt phẳng. nhược điểm : dẽ bị nhiễu
- Thông tin điện thoại đang sử dụng 2 tần số phổ biến là 900MHZ và 1800MHz. đây là các sóng điện từ có bước sóng ngắn. Sóng ngắn có đặc điểm là chỉ truyền thẳng do vậy không thể truyền giữa 2 điểm cách xa nhau trên trái đất (vtrái đất hình cầu), sóg ngắn ít bị ảnh hưởng bởi tần điện lý do vậy chất lượng sóg sẽ tốt hơn hẳn so với sóg dài (đơn giản là nghe đài FM bao giờ cũng có chất lượng tốt hơn).Do vậy để có thể truyền tới nhiều điểm xa thì anten phải cao.

Năng lượng của sóng măng tỉ lệ thuận với bình phương tần số. Do vậy tần số càng cao ( bước sóng càng ngắn) thì cảng có khả năng đi xa. Các vệ tinh sử dụng sóng cực ngắn để truyền đi ở khoảng cách xa (300km) nhưng là truyền thẳng

[tanphuoc]

Chào bạn eff3

Câu hỏi thứ nhất của bạn "Vấn đề mình chưa rõ là tại sao lại các sóng đc sử dụng như thế"

Việc phân bổ tần số dựa theo nguyên tắc chung của ITU và FCC. Các sóng trong ví dụ bạn đưa ra (GSM, WLAN, Satellite) đều trong phổ sóng mà rất ít bị cản trở bởi môi trường khí quyển và O2. Bạn có thể xem chi tiết ở photo này http://en.wikipedia.org/wiki/File:Atmospheric_electromagnetic_opacity.svg

Câu hỏi 2 của bạn: "Theo mình hiểu thì các sóng dài có thể được truyền xa hơn các sóng ngắn và có thể truyền xuyên qua các vật cản, nếu đúng thế thì mình thấy sóng dài thích hợp hơn cho truyền thông tin trong điện thoại di động hay WLAN chứ?"

Đúng là sóng dài có thể truyền sa hơn vì năng lượng sóng sẽ ít bị attenuated hơn (Cái này bạn có thể thấy được nếu áp dụng Friis transmission equation: http://en.wikipedia.org/wiki/Friis_transmission_equation). Tuy nhiên để thu được sóng trong điện thoại di động hoặc WLAN, các ăngten hiện tại đều sử dụng half-wave dipole hoặc monopole hoặc PIFA (planar Inverted F-antenna) hoặc QHA (quadrature helix antenna). Ở tần số 2GHz, thì half-wave dipole antenna (thường sử dụng trong WLAN wireless modem) chỉ có kích thước 15cm và như vây thì phù hợp cho WLAN wireless modem bạn sử dụng trong nhà. Nhưng nếu bạn sử dụng tần số 200MHz cho WLAN, thì half-wave dipole antenna sẽ có kích thước 150cm = 1.5m. Kích thước như vậy chắc chắn sẽ không phù hợp. Cũng như vậy, nếu bạn sử dụng tần số 200MHz cho mạng di động, kích thước ăngten của chiếc ĐTDĐ của bạn sẽ gần bằng chiều cao của bạn.

Câu hỏi thứ 3: 'Câu hỏi thứ 2 là tại sao bước sóng của satellite ngắn như vậy mà lại có thể truyền xa đến thế?

Tryền sa hay gần (trong trường hợp đường thẳng (Line of sight)) thì phụ thuộc và năng lượng của nguồn phát sóng, gain của ăngten thu và phát. Cái này bạn thấy rất rõ khi tham khảo Friis transmission equation ở trên. Equation này có thể viết thêm ở vài dạng khác nhau nếu như bạn thay thế Gain của antenna bằng công thức: G = 4*pi* A /(lambda)^2. A là diện tích của ăngten và lambda là bước sóng (c/f).

Có lẽ tại thởi điểm này, bạn đã có các câu trả lời cho câu hỏi của bạn. Nếu bạn vẫn chưa rõ, bạn có thể email cho mình và trao đổi thêm tại vanhoang_nguyen at ieee dot org.