Cov Lus Nug Piv Txwv Txog Kev Sib Tham Txog Cov Xov Tooj Cua
Cov nthwv dej xov tooj cua yog ib hom hluav taws xob electromagnetic uas ua haujlwm hauv kev sib txuas lus wireless. Nrog rau cov zaus txij li ob peb kilohertz (kHz) mus rau ntau gigahertz (GHz), cov nthwv dej xov tooj cua siv rau ntau yam kev siv - los ntawm kev tshaj tawm xov tooj cua thiab TV mus rau cov kab ke sib txuas lus ntawm tes. Hauv tsab xov xwm no, peb yuav tham txog cov piv txwv ntawm cov nthwv dej xov tooj cua thiab lawv cov lus piav qhia los pab peb nkag siab txog cov ntsiab cai thiab kev siv ntawm cov nthwv dej no hauv lub neej txhua hnub.
Piv txwv lus nug 1: Zaus thiab Wavelength
Lo lus nug:
Ib lub chaw xov tooj cua xa cov nthwv dej xov tooj cua ntawm qhov zaus ntawm 100 MHz. Xam qhov wavelength. (Qhov ceev ntawm lub teeb yog 3 x 10^8 m/s.)
Kev Sib Tham:
Qhov zaus (f) thiab qhov ntev ntawm lub zog hluav taws xob (λ) muaj feem cuam tshuam nrog qhov ceev ntawm lub teeb (c) los ntawm cov qauv:
\[ c = f \times \lambda \]
Qhov twg:
- \( c \) = qhov ceev ntawm lub teeb (3 x 10^8 m/s)
– \( f \) = zaus (100 MHz los yog 100 x 10^6 Hz)
- \( \lambda \) = wavelength (yuav tsum pom)
Los ntawm cov qauv saum toj no, qhov wavelength tuaj yeem xam los ntawm:
\[ \lambda = \frac{c}{f} \]
Yog li ntawd:
\[ \lambda = \frac{3 \times 10^8}{100 \times 10^6} = 3 \ \text{meter} \]
Yog li, qhov wavelength ntawm lub zaus ntawm 100 MHz yog 3 meters.
Piv txwv lus nug 2: Lub zog kis thiab lub zog sib kis
Lo lus nug:
Lub xov tooj cua xa tawm 50-watt tso tawm cov nthwv dej xov tooj cua isotropically (uniformly rau txhua qhov kev taw qhia). Xam qhov muaj zog ntawm cov nthwv dej xov tooj cua ntawm qhov deb ntawm 10 meters ntawm lub transmitter.
Kev Sib Tham:
Qhov muaj zog (I) ntawm nthwv dej isotropically emitted tuaj yeem suav los ntawm:
\[ Kuv = \frac{P}{A} \]
Qhov twg:
- \( P \) = lub zog xa tawm (50 watts)
- \( A \) = thaj tsam ntawm lub pob (4πr^2)
Ntawm qhov deb (r) = 10 meters, thaj tsam ntawm lub pob yog:
\[ A = 4\pi (10)^2 = 400\pi \]
Yog li ntawd:
\[ Kuv = \frac{50}{400\pi} = \frac{1}{8\pi} \ \text{watt/m}^2 \]
Yog li, qhov muaj zog ntawm cov nthwv dej xov tooj cua ntawm qhov deb ntawm 10 meters ntawm lub transmitter yog \( \frac{1}{8\pi} \) watt/m².
Piv txwv lus nug 3: Bandwidth thiab Channel Peev Xwm
Lo lus nug:
Ib txoj kev sib txuas lus muaj bandwidth ntawm 20 MHz. Yog tias siv QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) modulation, qhov muaj peev xwm siab tshaj plaws ntawm txoj kev yog dab tsi?
Kev Sib Tham:
QPSK modulation muaj 4 theem sib txawv, yog li nws tuaj yeem xa 2 bits ib lub cim thaum lub sijhawm ib zaug.
Tus naj npawb ntawm cov cim ib ob uas 20 MHz bandwidth tuaj yeem ua haujlwm yog:
\[ \text{Cim} = 20 \times 10^6 \ \text{cim/ob} \]
Vim tias QPSK xa 2 bits ib lub cim, lub peev xwm lossis tus lej ntawm bits ib ob (bitrate) yog:
\[ \text{Bitrate} = 20 \times 10^6 \times 2 = 40 \ \text{Mbps} \]
Yog li, qhov siab tshaj plaws ntawm cov channel yog 40 Mbps.
Piv txwv lus nug 4: Kev cuam tshuam thiab kev cuam tshuam
Lo lus nug:
Ib lub xov tooj cua xa xov tooj cua ntawm qhov zaus ntawm 101.1 MHz ntsib kev cuam tshuam los ntawm lwm lub xov tooj cua ntawm qhov zaus ntawm 101.3 MHz. Xam qhov zaus ntaus uas tau los.
Kev Sib Tham:
Qhov zaus ntawm lub suab nrov \( f_{beat} \) tshwm sim vim yog qhov sib txawv ntawm ob qhov zaus ze thiab tuaj yeem suav los ntawm:
\[ f_{vam meej} = |f_1 – f_2| \]
Qhov twg:
– \( f_1 \) = 101.1 MHz
– \( f_2 \) = 101.3 MHz
Yog li ntawd:
\[ f_{beat} = |101.1 – 101.3| = | -0.2 | = 0.2 \ \text{MHz} \]
Yog li, qhov zaus ntawm qhov kev sib hloov yog 0.2 MHz.
Piv txwv lus nug 5: Doppler Effect hauv Radio Waves
Lo lus nug:
Ib lub chaw xov tooj cua xa xov tooj cua ntawm qhov zaus ntawm 95 MHz. Ib lub dav hlau mus txog lub chaw xov tooj cua ntawm qhov ceev ntawm 340 m/s. Xam qhov zaus uas lub dav hlau tau txais yog tias qhov ceev ntawm cov nthwv dej xov tooj cua sib npaug rau qhov ceev ntawm lub teeb (3 x 10^8 m/s).
Kev Sib Tham:
Cov nyhuv Doppler rau cov nthwv dej xov tooj cua tuaj yeem qhia tau tias:
\[ f_{txais} = f_{0} \left(\frac{c + v}{c}\right) \]
Qhov twg:
– \( f_0 \) = zaus thawj (95 MHz)
– \( v \) = qhov ceev ntawm lub dav hlau (340 m/s)
– \( c \) = qhov ceev ntawm nthwv dej (3 x 10^8 m/s)
Yog li ntawd:
\[ f_{txais} = 95 \times 10^6 \left(\frac{3 \times 10^8 + 340}{3 \times 10^8}\right) \]
\[ f_{txais} = 95 \times 10^6 \left(\frac{3 \times 10^8 + 3.4 \times 10^2}{3 \times 10^8}\right) \]
\[ f_{txais} \kwv yees li 95 \times 10^6 \left(1 + \frac{3.4 \times 10^2}{3 \times 10^8}\right) \]
\[ f_{txais} \kwv yees li 95 \times 10^6 \left(1 + 1.1333 \times 10^{-6}\right) \]
\[ f_{txais} \kwv yees li 95 \times 10^6 \times 1.0000011333 \]
\[ f_{txais} \approx 95.000107 \ \text{MHz} \]
Yog li, qhov zaus uas lub dav hlau tuaj txog yog nyob ib puag ncig 95.000107 MHz.
Kev kaw
Kev nkag siab txog cov ntsiab cai yooj yim thiab cov qauv suav lej ntawm cov nthwv dej xov tooj cua yog qhov tseem ceeb hauv ntau yam kev tsim kho thiab kev tshawb fawb. Cov teeb meem saum toj no muab qee qhov piv txwv ntawm yuav ua li cas siv cov nthwv dej xov tooj cua hauv ntau yam kev coj ua. Txoj kev mus rau kev nkag siab tob dua yog los ntawm kev xyaum ua tas li thiab kev tshawb nrhiav cov kev siv nthwv dej xov tooj cua hauv kev sib txuas lus uas peb siv txhua hnub.
