admin
01-03-2006, 11:43
Để hiểu tại sao và làm thế nào các thiết bị wireless hoạt động được thì việc nắm rõ các kiến thức cơ bản về trường điện từ, anten và một số các thuật ngữ liên quan là rất cần thiết. Nếu không có những kiến thức cơ bản này, có thể bạn sẽ không lắp đặt được chính xác các thiết bị wireless và khó xử lý sự cố (troubleshoot).
Phần I: Bức xạ điện từ
Đầu tiên ta xét đến sóng điện từ. Bức xạ điện từ bao gồm sóng radio, vi ba, hồng ngoại, ánh sáng khả kiến, tia cực tím, tia X, và tia gamma. Tất cả chúng đều truyền đi với vận tốc ánh sáng là c = 3x108 m/s và tạo ra phổ điện từ. Sự khác nhau giữa các loại sóng điện từ này phụ thuộc vào bước sóng của mỗi thứ và chính cái gọi là bước sóng này liên quan trực tiếp đến năng lượng của sóng (bước sóng càng nhỏ thì năng lượng càng cao).
Khi chúng ta cung cấp một dòng điện xoay chiều có tần số cao vào một dây dẫn thì dây dẫn đó sẽ tạo ra sóng điện từ (radio wave) và truyền ra không gian theo phương thẳng về mọi hướng. Ví dụ dễ hình dung nhất là sự phát ánh sáng của mặt trời.
Nếu lấy một viên đá thả xuống hồ nước, ta sẽ tạo ra những gợn sóng nhấp nhô lên xuống và di chuyển dần ra xa, sóng điện từ cũng bức xạ ra ngoài với hình dáng y hệt như thế và phát năng lượng ra môi trường xung quanh.
http://www.wimaxpro.org/forum/pic_upload/vttp_1.JPG
Dạng sóng tiêu biểu.
Wavelength: bước sóng của tín hiệu chính là khoảng cách giữa 2 đỉnh của sóng và được ký hiệu là (đơn vị là m/s).
Cycle: chu kỳ, là thời gian ngắn nhất mà tín hiệu được lặp lại, ký hiệu là T(đơn vị là s)
Frequency: tần số của tín hiệu, là số chu kỳ trong một giây, ký hiệu là f (đơn vị là Hz = s-1).
Theo hình vẽ trên, ta có thể thấy bước sóng cũng chính là khoảng cách mà tín hiệu lan truyền được trong một chu kỳ của nó. Do vận tốc sóng được coi là hằng số (đối với các loại bức xạ điện từ) và bằng vận tốc ánh sáng nên chu kỳ và bước sóng có mối quan hệ như sau:
http://www.wimaxpro.org/forum/pic_upload/vttp_2.JPG
Do đó
http://www.wimaxpro.org/forum/pic_upload/vttp_3.JPG
Từ công thức cơ bản này ta có thể tính được bước sóng tương ứng với các tần số mà sóng hoạt động.
Phần kiến thức giải thích tại sao bức xạ điện từ có thể lan truyền được hay nó dựa vào loại vật chất gì để lan truyền (chẳng hạn tín hiệu điện thì nhờ vào sự chuyển động của các electron) lại nằm trong lĩnh vực vật lý lượng tử và tương đối khó hiểu nên không được trình bày ở đây. Hơn nữa, ta không nên đi quá sâu vào lý thuyết mà chỉ dừng lại ở mức độ cơ bản và đủ để áp dụng trong thực tế là được.
Phần I: Bức xạ điện từ
Đầu tiên ta xét đến sóng điện từ. Bức xạ điện từ bao gồm sóng radio, vi ba, hồng ngoại, ánh sáng khả kiến, tia cực tím, tia X, và tia gamma. Tất cả chúng đều truyền đi với vận tốc ánh sáng là c = 3x108 m/s và tạo ra phổ điện từ. Sự khác nhau giữa các loại sóng điện từ này phụ thuộc vào bước sóng của mỗi thứ và chính cái gọi là bước sóng này liên quan trực tiếp đến năng lượng của sóng (bước sóng càng nhỏ thì năng lượng càng cao).
Khi chúng ta cung cấp một dòng điện xoay chiều có tần số cao vào một dây dẫn thì dây dẫn đó sẽ tạo ra sóng điện từ (radio wave) và truyền ra không gian theo phương thẳng về mọi hướng. Ví dụ dễ hình dung nhất là sự phát ánh sáng của mặt trời.
Nếu lấy một viên đá thả xuống hồ nước, ta sẽ tạo ra những gợn sóng nhấp nhô lên xuống và di chuyển dần ra xa, sóng điện từ cũng bức xạ ra ngoài với hình dáng y hệt như thế và phát năng lượng ra môi trường xung quanh.
http://www.wimaxpro.org/forum/pic_upload/vttp_1.JPG
Dạng sóng tiêu biểu.
Wavelength: bước sóng của tín hiệu chính là khoảng cách giữa 2 đỉnh của sóng và được ký hiệu là (đơn vị là m/s).
Cycle: chu kỳ, là thời gian ngắn nhất mà tín hiệu được lặp lại, ký hiệu là T(đơn vị là s)
Frequency: tần số của tín hiệu, là số chu kỳ trong một giây, ký hiệu là f (đơn vị là Hz = s-1).
Theo hình vẽ trên, ta có thể thấy bước sóng cũng chính là khoảng cách mà tín hiệu lan truyền được trong một chu kỳ của nó. Do vận tốc sóng được coi là hằng số (đối với các loại bức xạ điện từ) và bằng vận tốc ánh sáng nên chu kỳ và bước sóng có mối quan hệ như sau:
http://www.wimaxpro.org/forum/pic_upload/vttp_2.JPG
Do đó
http://www.wimaxpro.org/forum/pic_upload/vttp_3.JPG
Từ công thức cơ bản này ta có thể tính được bước sóng tương ứng với các tần số mà sóng hoạt động.
Phần kiến thức giải thích tại sao bức xạ điện từ có thể lan truyền được hay nó dựa vào loại vật chất gì để lan truyền (chẳng hạn tín hiệu điện thì nhờ vào sự chuyển động của các electron) lại nằm trong lĩnh vực vật lý lượng tử và tương đối khó hiểu nên không được trình bày ở đây. Hơn nữa, ta không nên đi quá sâu vào lý thuyết mà chỉ dừng lại ở mức độ cơ bản và đủ để áp dụng trong thực tế là được.