Kiến thức điện
Sóng viba là gì? công dụng và tần số của sóng viba
Trên khắp thế giới hiện đại, sóng viba đã trở thành một thuật ngữ quen thuộc và quan trọng trong lĩnh vực điện tử và viễn thông. Nhưng bạn đã từng tự hỏi rằng sóng viba là gì và nó hoạt động như thế nào? Trước khi đi sâu vào sự hiểu biết về tính chất và ứng dụng của sóng viba, hãy cùng Dubai Electric tìm hiểu về sóng viba là gì? Nguyên lý hoạt động, công dụng và tần số của sóng viba trong bài viết dưới đây nhé!
Sóng viba là gì?
Sóng viba là một dạng sóng điện từ có tần số nằm trong khoảng từ 300 MHz (megahertz) đến 300 GHz (gigahertz) trong phổ điện từ. Nó là một loại sóng điện từ có tần số cao và có bước sóng ngắn, nằm giữa sóng vô tuyến và sóng hồng ngoại. Sóng viba thường được sử dụng trong nhiều lĩnh vực công nghệ, viễn thông, y tế và nhiều ứng dụng khác nhau nhờ vào tính chất đặc biệt của nó như khả năng truyền dẫn dữ liệu không dây, ứng dụng trong radar, liên lạc không dây và nấu nướng trong lò vi sóng.
Công dụng của sóng viba là gì?
Sóng viba thường nằm trong dải tần từ 1 đến 40 GHz và có nhiều ứng dụng đa dạng. Trước tiên, lò vi sóng được sử dụng để truyền dữ liệu không dây, bao gồm các giao thức mạng LAN không dây và Bluetooth, với băng thông cao hơn.
Sóng viba cũng được sử dụng phổ biến trong các hệ thống radar. Radar sử dụng sóng viba để phát hiện và xác định kích thước, khoảng cách và các đặc tính khác của các cảm biến mức chất lỏng, cảm biến radar và các thiết bị có băng thông rộng.
Công nghệ sóng viba cũng chủ yếu được áp dụng trong truyền thông vô tuyến. Do sóng viba có bước sóng nhỏ hơn, nó cho phép hướng sóng chính xác hơn và hiệu quả hơn so với sóng dài hơn (tần số thấp hơn) như cáp quang. Sóng viba thường được sử dụng trong các thiết bị di động để thiết lập liên lạc trong khoảng cách xa.
Ngoài ra, sóng viba còn có nhiều ứng dụng trong lĩnh vực y tế, làm khô và đóng rắn các sản phẩm công nghiệp. Trong gia đình, lò vi sóng được sử dụng phổ biến để nấu thực phẩm và chế biến thực phẩm nhanh chóng và tiện lợi.
Nguyên lý hoạt động của lò vi sóng
Lò vi sóng hoạt động chủ yếu để nấu thức phẩm mà không cần sử dụng nước. Năng lượng cao của lò vi sóng tác động lên các phân tử nước, chất béo và đường trong thực phẩm. Sự tác động này gây ra sự ma sát, dẫn đến sinh nhiệt trong thức phẩm. Giai đoạn này được gọi là giai đoạn đốt nóng điện môi. Lò vi sóng phân phối lực tác động đều nhằm làm nóng thức ăn một cách đồng đều. Việc nấu bếp trong lò vi sóng diễn ra nhanh chóng, hiệu quả và an toàn.
Lò vi sóng bao gồm máy biến áp cao thế truyền điện tới Magnetron, buồng Magnetron, bộ điều khiển Magnetron, ống dẫn sóng và buồng nấu.
Sóng vi 3 có tần số 2,45 GHz với bước sóng là 12,24 centimet. Sóng vi 3 lan truyền theo các chu kỳ xen kẽ để các phân tử phân cực, tức là 1 đầu của phân tử là cực dương và đầu kia là cực âm, tự bố trí theo các chu kỳ xen kẽ. Khiến cho các phân tử này di chuyển quay. Các phân tử phân cực sau đó va đập vào các phân tử khác và gây chuyển động chúng. Việc nấu thức ăn bằng vi sóng sẽ hiệu quả hơn nếu thức ăn có hàm lượng nước cao, do các phân tử nước dễ dàng phân cực và quay tự do. Trong khi đó, chất béo, đường, và thực phẩm đông lạnh sẽ ít được hâm nóng do sự hiện diện ít phân tử nước tự do hơn.
Lò vi sóng nấu 9 mặt ngoài của thực phẩm trước, tương tự như cách nấu thông thường bằng gas, rồi mới tiếp tục nấu từ bên trong.
Buồng nấu của lò vi sóng được thiết kế theo nguyên tắc lồng Faraday để ngăn lò vi sóng không bị rò rỉ ra môi trường xung quanh.
Tần số vi sóng
Tại sao điện thoại di động và tivi có thể hoạt động đồng thời mà không gây vấn đề gì? Cả điện thoại di động và tivi đều sử dụng ăng-ten để thu và nhận thông tin từ sóng điện từ. Tuy nhiên, không có vấn đề xảy ra khi cả hai thiết bị này hoạt động đồng thời là do chúng sử dụng các dải tần số khác nhau trong việc truyền và nhận thông tin.
Bất kỳ thông tin nào bạn muốn truyền đi có thể được biểu diễn dưới dạng tổng của một dải tần số. Bằng cách sử dụng các phương pháp điều chế, các dạng sóng có thể được biến đổi thành các dải tần số riêng biệt.
Ví dụ, điện thoại di động sử dụng băng tần từ 1850-1900 MHz. Truyền hình chủ chốt được phát sóng ở tần số 54-216 MHz. Đài FM hoạt động trong khoảng 87,5-108 MHz.
Băng thông của một dấu hiệu là sự khác biệt giữa tần số cao nhất và tần số thấp nhất trong dải tần số. Ví dụ, một dấu hiệu có tần số từ 40 đến 50 MHz có băng thông là 10 MHz. Điều này có nghĩa là năng lượng của dấu hiệu chỉ được chứa trong khoảng từ 40 đến 50 MHz (và năng lượng trong bất kỳ dải tần số nào khác là không đáng kể).
Sóng viba thường được tìm thấy ở đỉnh cao hơn của phổ vô tuyến và thường khác với sóng vô tuyến dựa trên công nghệ sử dụng của chúng. Sóng viba được chia thành các băng con dựa trên bước sóng của chúng.
Dấu hiệu sóng viba thường được phân thành ba loại:
- Tần số siêu cao (UHF) (0,3-3 GHz)
- Tần số siêu cao (SHF) (3-30 GHz)
- Tần số siêu cao (EHF) (30-300 GHz)
Không những thế, các băng tần sóng viba được định danh bằng các chữ cái đặc biệt. Dưới đây là các phân đoạn được chỉ định bởi Hiệp hội Đài phát thanh:
Băng tần LO
Băng tần L có tần số từ 1 GHz đến 2 GHz và bước sóng trong không gian tự do từ 15 centimet đến 30 centimet. Các băng tần này được sử dụng trong dẫn đường, điện thoại di động GSM và trong ứng dụng quân sự. Chúng có thể được sử dụng để đo độ ẩm đất trong rừng trong mùa mưa.
Băng tần S
Băng tần S của sóng viba có tần số từ 2 GHz đến 4 GHz và bước sóng từ 7,5 centimet đến 15 centimet. Những sóng này có thể được sử dụng trong định vị địa hình, truyền thông quang học và mạng không dây.
Băng tần C
Sóng trong băng tần C có tần số từ 4 GHz đến 8 GHz và bước sóng từ 3,75 centimet đến 7,5 centimet. Sóng viba trong băng tần C có khả năng xuyên qua bụi, khói, tuyết và mưa trên bề mặt trái đất. Những sóng này có thể được sử dụng trong viễn thông không dây từ xa.
Băng tần X
Băng tần sóng viba X là từ 8 GHz đến 12 GHz với bước sóng từ 25 milimet đến 37,5 milimet. Những sóng này được sử dụng trong viễn thông vệ tinh, truyền thông rộng, radar, liên lạc không gian và nhiều ứng dụng khác.
Băng tần CZK
Các sóng này chiếm băng tần từ 12 GHz đến 18 GHz và có bước sóng từ 16,7 milimet đến 25 milimet. Cụ thể, “Kᵤ” viết tắt cho Quartz-under.
Những sóng này được sử dụng trong viễn thông vệ tinh để đo sự điều chỉnh năng lượng của sóng viba và chúng cũng được sử dụng để xác định vận tốc và hướng gió gần các khu vực ven biển.
Băng tần K và Kₐ
Băng tần sóng viba K nằm trong khoảng từ 18 GHz đến 26,5 GHz. Sóng trong băng tần này có bước sóng từ 11,3 milimet đến 16,7 milimet. Đối với băng tần Kₐ, tần số là từ 26,5 GHz đến 40 GHz và bước sóng nằm trong khoảng từ 5 milimet đến 11,3 milimet. Những sóng này được sử dụng trong viễn thông vệ tinh, quan sát thiên văn và radar. Radar trong băng tần này cung cấp khoảng cách ngắn, độ phân giải cao và tốc độ truyền dữ liệu cao.
Băng tần VO
Băng tần sóng viba này nằm trong khoảng từ 50 GHz đến 75 GHz. Bước sóng của các sóng trong băng tần này từ 4,0 milimet đến 6,0 milimet. Có một số băng tần khác như U, E, W, F, D và P có tần số rất cao được sử dụng trong một số ứng dụng.
Sóng viba và tác động của bức xạ có gây hại không?
Bức xạ là dạng năng lượng được truyền từ một nguồn và đi qua vật thể hoặc không gian. Thường thì bức xạ tần số radio (RF) được tạo ra bởi các thiết bị như máy phát truyền hình, máy phát radio, màn hình máy tính và máy sưởi điện. Bức xạ vi sóng xuất phát từ các thiết bị như radar, ăng-ten đĩa và lò vi sóng.
Khi tiếp xúc với bức xạ vi sóng, nhiệt độ cơ thể có thể tăng lên. Có nguy cơ bị tổn thương do nhiệt độ cao hơn, đặc biệt với các cơ quan có khả năng kiểm soát nhiệt độ kém, chẳng hạn như thấu kính mắt. Vì năng lượng bức xạ được hấp thu bởi cơ thể thay đổi theo tần số. Đo lường tỷ lệ hấp thu này là rất khó khăn.
Ưu điểm và nhược điểm của sóng viba
Sóng viba mang đến nhiều ưu điểm hữu ích như sau:
- Không đòi hỏi bất kỳ kết nối dây cáp nào.
- Có thể chứa lượng thông tin lớn do tần số hoạt động cao.
- Có khả năng tạo nhiều kênh truy cập riêng biệt.
- Đặc tính tần số cao và bước sóng ngắn cho phép sử dụng anten nhỏ gọn.
Tuy nhiên, sóng viba cũng có một số nhược điểm như sau:
- Bị giảm sút mạnh bởi các vật thể rắn như chim bay, mưa, tuyết và sương mù.
- Xây dựng các tháp phát sóng tốn kém chi phí.
- Phản xạ từ các bề mặt phẳng như nước và kim loại.
- Bị nhiễu xạ và phản xạ xung quanh các vật thể rắn.
- Khúc xạ bởi bầu khí quyển, gây cho chùm tia bị phân tán khi tiếp xúc với máy thu từ xa.
Có thể bạn quan tâm:
