Phạm vi liên lạc của bộ đàm - Bộ đàm của bạn có thể liên lạc bao xa ?
Cư ly liên lạc của bộ đàm được bao xa ?
Một trong những câu hỏi phổ biến nhất mà mọi người đặt ra khi tham gia thị trường radio hai chiều hoặc hệ thống liên lạc nội bộ không dây là chúng liên lạc được bao xa? Thật không may khi hỏi câu hỏi này là cùng với những câu hỏi, "Còn bao xa nữa?". Có rất nhiều biến số liên quan và không có câu trả lời dễ dàng, dứt khoát. Cần có một bài học ngắn về truyền tín hiệu vô tuyến để hiểu toàn bộ vấn đề về phạm vi.
Nếu bạn đã đủ tuổi để nhớ khi đài phát thanh AM là phổ biến mà bạn có thể nhớ nghe đài phát thanh rằng hàng trăm dặm. Đối với các tần số như thế này dưới 2 Megahertz (MHz), các tín hiệu này tuân theo độ cong của Trái đất vì chúng bị phản xạ khỏi bầu khí quyển. Vì vậy, tín hiệu radio AM trong môi trường tiếng ồn thấp có thể được nhận bằng radio có cách dưới hàng trăm chân trời dặm.
Bộ đàm và liên lạc nội bộ hai chiều có sẵn để bạn mua thường nằm trong dải tần từ 150MHz đến 900MHz. Không giống như sóng vô tuyến AM, sóng vô tuyến ở các tần số này truyền theo đường thẳng và theo nguyên tắc chung là không thể di chuyển qua đường chân trời hoặc phía sau các chướng ngại vật rắn.
Nhưng như trong tất cả các quy tắc chung, có những ngoại lệ đối với các quy tắc. Mặc dù các tần số này truyền qua các đường "ngắm", tín hiệu vô tuyến có thể truyền qua nhiều vật thể phi kim loại và được thu qua các bức tường hoặc các vật cản khác. Mặc dù chúng ta không thể nhìn thấy giữa ăng-ten của máy phát và máy thu, điều này vẫn được coi là tầm nhìn đối với radio. Ngoài ra, sóng vô tuyến có thể bị phản xạ hoặc dội lại từ các bề mặt nên đường thẳng giữa các sóng vô tuyến có thể không phải lúc nào cũng thẳng như vậy.
Biết rằng sóng vô tuyến của chúng ta truyền theo đường thẳng, sau đó để xác định phạm vi tối đa của chúng đối với sóng vô tuyến hai chiều, chúng ta phải tính đến độ cong của Trái đất. Khi bạn đứng trên Trái đất và nhấn nút đàm thoại trên đài của mình, sóng vô tuyến sẽ đi thẳng và cuối cùng chúng sẽ đi thẳng vào không gian khi đi qua đường chân trời. Vì vậy, khoảng cách đường chân trời về mặt kỹ thuật là phạm vi liên lạc tối đa cho một đài hai chiều. Nhưng bạn cũng phải tính đến chiều cao ăng ten.
Để tìm đường khoảng cách từ vị trí đến đường chân trời cho một chiều cao ăng ten nhất định, chúng ta có thể sử dụng công thức này: đường chân trời tính bằng km = 3,569 lần căn bậc hai của chiều cao ăng ten tính bằng mét. Hình 1 minh họa công thức này.
Vì vậy, nếu chiều cao anten của một đài phát thanh là 6 feet, hoặc 1,82880 mét, đường chân trời là 4,83 km, hoặc 2,99 dặm, đó là điểm B trong hình minh họa. Tất nhiên tính toán này giả định rằng ăng ten thu được đặt trực tiếp trên mặt đất, do đó việc nâng cao chiều cao của nó sẽ kéo dài đường truyền của địa điểm.
Điểm C trong hình minh họa cho thấy một radio với ăng-ten ở 6 chân nên về mặt lý thuyết, bạn sẽ có thể giao tiếp gần 6 dặm. Vì vậy, thực tế, đối với hai người mang theo một radio hai chiều cầm tay, khoảng cách truyền tối đa trên mặt đất bằng phẳng không có vật cản là khoảng 4 đến 6 dặm.
Vì vậy, bạn có thể tự hỏi tại sao bạn thấy radio có tuyên bố phạm vi 25 dặm hoặc cao hơn. Về mặt kỹ thuật, họ có thể giao tiếp xa như vậy. Điểm D trên Hình 1 cho thấy một tòa tháp nằm trên đỉnh núi. Nếu bạn đang đứng trên đỉnh tháp này, giờ đây chiều cao ăng ten của bạn vượt qua rất nhiều độ cong của Trái đất và bạn có thể giao tiếp xa hơn.
Có những yếu tố khác cũng ảnh hưởng đến phạm vi của radio hai chiều như thời tiết, tần số chính xác được sử dụng và các vật cản. Sản lượng điện của radio cũng có một yếu tố.
Công suất bộ đàm
Một yếu tố quan trọng khác trong khoảng cách mà bộ đàm hai chiều sẽ liên lạc là công suất phát của nó. Sản lượng điện này được đo bằng watt. Bạn có thể đã nghe một đài phát thanh FM nói rằng họ đang phát sóng ở mức 50.000 hoặc 100.000 watt. Vâng, một đài phát thanh hai chiều kiểu doanh nghiệp cầm tay thường phát sóng ở mức 1-5 watt. Một đài phát thanh di động trên xe có thể phát ở bất kỳ đâu từ 5 đến 100 watt. Đài càng có nhiều watt thì nó có thể truyền đi xa hơn.
Tại sao thế này? Khi nước di chuyển qua đường ống, nó sẽ mất áp suất trên đường đi. Khi dòng điện chạy dọc theo dây dẫn thì nó mất dòng điện. Khi một vật đang lăn, cuối cùng nó sẽ ngừng lăn do ma sát. Sóng vô tuyến hoạt động theo các định luật vật lý giống như mọi thứ khác nên sẽ có hiện tượng mất tín hiệu trên đường đi. Nhưng nếu bạn tạo áp lực nước nhiều hơn, nhiều dòng điện hơn hoặc làm cho vật thể lăn chuyển động nhanh hơn, bạn sẽ nhận được nhiều khoảng cách hơn so với tất cả chúng. Điều này cũng đúng đối với tín hiệu vô tuyến. Tăng công suất tính bằng watt tại nguồn giúp vượt qua mọi "kháng cự" trên đường đi.
Hãy nhớ rằng đối với bộ đàm cầm tay chạy bằng pin, nhiều watt hơn không phải lúc nào cũng là điều tốt. Công suất càng cao, pin của bạn càng nhanh hết pin.
Tần số cài đặt
Một yếu tố nữa trong việc xác định mức độ liên lạc của bộ đàm hai chiều là tần số nó sử dụng và môi trường sử dụng tần số đó.
Có hai định dạng chính cho hầu hết các bộ đàm hai chiều. Đó là radio Tần số cực cao (UHF) và radio Tần số rất cao (VHF). Không có dải tần nào vốn đã tốt hơn dải tần còn lại. Họ đều có những điểm cộng và điểm trừ. Cả hai định dạng đều là những cách hiệu quả để giao tiếp với người khác, vì vậy việc quyết định chọn bộ đàm phù hợp với bạn tùy thuộc vào ứng dụng của bạn.
Bộ đàm hai chiều liên lạc với nhau thông qua việc sử dụng sóng vô tuyến. Sóng vô tuyến có các tần số khác nhau và bằng cách điều chỉnh máy thu vô tuyến đến một tần số cụ thể, bạn có thể thu được một tín hiệu cụ thể.
Sóng vô tuyến được truyền đi như một chuỗi chu kỳ, nối tiếp nhau. Bạn sẽ luôn thấy chữ viết tắt "Hz" được sử dụng để chỉ tần số của radio. Hertz bằng một chu kỳ trên giây.
Sóng vô tuyến được đo bằng kilohertz (kHz), tương đương với 1000 chu kỳ mỗi giây, hoặc megahertz (MHz), bằng 1.000.000 chu kỳ mỗi giây - hoặc 1000 kHz. Mối quan hệ giữa các đơn vị này là như thế này: 1.000.000 Hertz = 1000 kilohertz = 1 megahertz.
Bạn cũng có thể nghe thấy thuật ngữ "bước sóng" khi bạn nghe về sóng vô tuyến. Thuật ngữ này có từ những ngày đầu của vô tuyến điện khi các tần số được đo bằng khoảng cách giữa các cực đại của hai chu kỳ liên tiếp của sóng vô tuyến thay vì số chu kỳ trên giây. Tần số thấp hơn tạo ra bước sóng dài hơn (độ rộng của mỗi chu kỳ lớn hơn ở tần số thấp hơn).
Điều có ý nghĩa về bước sóng đối với radio hai chiều là nó ảnh hưởng đến phạm vi truyền dẫn trong những điều kiện nhất định. Bước sóng dài hơn, tương ứng với tần số thấp hơn, theo quy tắc chung cho phép tín hiệu vô tuyến truyền đi một khoảng cách lớn hơn.
Tần số thấp hơn hoặc bước sóng dài hơn cũng có sức xuyên lớn hơn. Đó là một trong những lý do chúng được sử dụng để liên lạc với tàu ngầm. Sóng vô tuyến VLF (Tần số rất thấp) (330 kHz) được sử dụng để xuyên qua nước biển ở độ sâu xấp xỉ 20 mét. Vì vậy, một tàu ngầm ở độ sâu nông có thể sử dụng các tần số này.
Vì vậy, từ những gì bạn đọc ở trên, bạn có thể nghĩ rằng VHF luôn là sự lựa chọn tốt hơn cho radio hai chiều cho dù bạn đang sử dụng nó ở đâu vì nó có tần số thấp hơn UHF và tín hiệu có thể truyền đi một khoảng cách xa hơn. Điều đó không nhất thiết phải đúng. Mặc dù VHF có khả năng xuyên thấu tốt hơn và có thể đi xa hơn, điều đó không nhất thiết khiến nó trở thành lựa chọn tốt hơn để sử dụng trong các tòa nhà. Hãy nhớ cuộc trò chuyện về bước sóng ở trên? Bước sóng có ảnh hưởng lớn đến khoảng cách truyền sóng.
Để giải thích điều này, hãy giả sử chúng ta đang giao tiếp từ một bên của tòa nhà thương mại bằng kim loại sang bên kia. Ở giữa hai điểm này là một bức tường kim loại với một ô cửa dài ba bước chân. Kim loại là kẻ thù của sóng vô tuyến và chúng thường không đi qua nó.
Đối với ví dụ của chúng ta, hãy giả sử rằng bước sóng UHF mà đài phát thanh sử dụng rộng khoảng một foot rưỡi và một đài VHF tương tự có chiều rộng khoảng 5 foot. Chúng nằm trong bãi bi của bước sóng bình thường của chúng.
Khi radio UHF truyền tín hiệu của nó, chân và một nửa sóng rộng sẽ đi qua cửa vì cửa rộng hơn bước sóng. Tín hiệu VHF sẽ được phản xạ hoàn toàn vì nó rộng hơn so với khoảng mở cửa.
Lò vi sóng của bạn cung cấp một ví dụ về điều này. Cửa trước bằng kính có lưới kim loại với các lỗ rất nhỏ. Vi sóng là một tần số cực cao có bước sóng chỉ dài vài inch. Tấm lưới giữ cho vi sóng bị kẹt trong lò nhưng nó cho phép bạn nhìn thấy bên trong vì sóng ánh sáng có bước sóng siêu nhỏ.
Chỉ cần tưởng tượng đi bộ qua tòa nhà mang theo một cây cột rộng 5 foot. Bạn sẽ gặp phải những thách thức tương tự mà tín hiệu VHF gặp phải. Bây giờ hãy tưởng tượng đi bộ qua tòa nhà với một cái cột chỉ rộng một foot rưỡi giống như một làn sóng UHF. Có rất nhiều ô cửa mà bạn không thể vượt qua.
Một lưu ý là tín hiệu không dây sẽ xuyên qua tường thạch cao, vật xây, cơ thể người, đồ nội thất, tấm ốp tường và các vật thể rắn khác. Tất cả những đối tượng này sẽ làm giảm cường độ tín hiệu. Đối tượng càng dày đặc thì tín hiệu càng giảm. VHF sẽ xuyên thủng những chướng ngại vật này tốt hơn UHF, nhưng điều đó không nhất thiết có nghĩa là VHF tốt hơn cho các ứng dụng trong nhà khi chúng ta tiếp tục thảo luận lý do tại sao trong phần UHF bên dưới.
Trong ví dụ của chúng tôi ở trên, chúng tôi giả định rằng bạn có một bức tường kim loại có lỗ hở. Nếu bạn đảo ngược điều này và bạn có một vật thể kim loại dài 3 feet ở phía trước của đài phát, thì VHF sẽ thắng. Vì vật thể rộng ba foot nên nó sẽ chặn hoàn toàn tín hiệu UHF trong khi tín hiệu VHF sẽ đi xung quanh nó. Các tần số thấp hơn như VHF nhiễu xạ xung quanh các chướng ngại vật lớn nhẵn dễ dàng hơn và chúng cũng di chuyển dễ dàng hơn qua gạch và đá.
Đối với hầu hết các ứng dụng, tần số vô tuyến thấp hơn sẽ tốt hơn cho phạm vi xa hơn. Một đài truyền hình đang phát sóng minh họa điều này. Một trạm VHF điển hình hoạt động ở khoảng 100.000 watt và có một phạm vi bán kính phủ sóng khoảng 60 dặm. Một trạm UHF với bán kính phủ sóng 60 dặm yêu cầu phát ở tốc độ 3.000.000 watt.
Vì vậy, không có sự lựa chọn rõ ràng cho cái nào tốt hơn, VHF hay UHF. Có rất nhiều "ma thuật đen" đối với công nghệ vô tuyến nên không phải lúc nào cũng dễ dàng biết được cái nào sẽ hoạt động tốt hơn cho ứng dụng của bạn. Để giúp bạn quyết định công nghệ tốt nhất cho mình, chi tiết hơn về từng công nghệ được bao gồm bên dưới.
Bộ đàm UHF
Băng tần vô tuyến UHF cho radio thương mại là từ 400 đến 512 MHz. Cho đến gần đây, nó không được sử dụng rộng rãi. Giờ đây, tần số vô tuyến UHF được sử dụng cho radio hai chiều, GPS, Bluetooth, điện thoại không dây và WiFi.
Có nhiều kênh khả dụng hơn với UHF nên ở những khu vực đông dân cư hơn, UHF có thể ít bị nhiễu từ các hệ thống khác. Phạm vi của UHF cũng không xa bằng VHF trong hầu hết các điều kiện, nhưng phạm vi giảm này có thể là tích cực trong một số trường hợp. Vì UHF có phạm vi thấp hơn, nên ít có khả năng các bộ đàm ở xa gây nhiễu tín hiệu của bạn hơn.
Mặc dù VHF có thể tốt hơn trong việc xuyên qua các rào cản vật lý như tường nhưng không có nghĩa là nó sẽ cung cấp cho bạn phạm vi bao phủ lớn hơn trong một tòa nhà. Bước sóng ngắn hơn của UHF có nghĩa là nó có thể tìm đường đi qua nhiều không gian hơn trong tòa nhà của bạn như chúng ta đã thảo luận ở trên. Trong phần đi bộ xung quanh với ví dụ về cột điện mà chúng tôi đã cung cấp cho bạn, tín hiệu UHF có ít chướng ngại vật hơn hoàn toàn chặn nó.
Để làm nổi bật sự khác biệt về phạm vi trong nhà, dưới đây là đoạn trích từ tài liệu quảng cáo của một nhà sản xuất radio hai chiều hàng đầu về phạm vi dự đoán của một trong những dòng radio hai chiều VHF và UHF cầm tay của họ:
"Bảo hiểm ước tính: Tại toàn bộ sức mạnh, line-of-sight, không có vật cản phạm vi là khoảng 4+ dặm vùng phủ sóng trong nhà tại VHF là xấp xỉ 270.000 sq ft và 300.000 dặm vuông tại UHF Mong đợi khoảng 20 tầng phủ sóng dọc tại VHF trở lên.. lên 30 tầng tại UHF. Lưu ý: Phạm vi và phạm vi bao phủ chỉ là ước tính và không được đảm bảo. "
Bước sóng lớn hơn của VHF khiến nó khó xuyên qua các bức tường, tòa nhà và cảnh quan gồ ghề hơn. Do đó, phạm vi sẽ bị giảm đối với bộ đàm VHF trong những môi trường này. Điều đó có thể không nhất thiết là một vấn đề nếu phạm vi cần thiết chỉ là vài trăm feet. Bạn cũng có thể thêm một ăng-ten bên ngoài vào một trạm gốc VHF trong nhà để giảm bớt hoặc loại bỏ một số vấn đề gặp phải.
Một trong những nhược điểm của UHF là FCC yêu cầu bạn phải có giấy phép để hoạt động ở các tần số này, mặc dù nhiều tần số trong băng tần kinh doanh VHF cũng yêu cầu giấy phép. Nếu bạn chọn một đài radio ở các tần số VHF MURS, bạn có thể sử dụng nó mà không cần giấy phép (thảo luận bên dưới).
Một ưu điểm khác của bước sóng ngắn do tần số UHF cao hơn tạo ra là ăng-ten trên radio có thể ngắn hơn radio VHF tương đương. Điều đó có thể làm cho việc mang theo như một chiếc đài cầm tay thuận tiện hơn, mặc dù hầu hết các nhà sản xuất đều tìm cách làm cho ăng ten ngắn hơn trên bộ đàm cầm tay VHF của họ.
Công suất bộ đàm
Đài FM, đài hai chiều và chương trình phát sóng truyền hình hoạt động bằng VHF. Băng tần vô tuyến VHF dành riêng cho radio thương mại là từ 130 -174 MHz.
Cả bộ đàm UHF và VHF đều dễ bị ảnh hưởng bởi yếu tố đường ngắm, nhưng VHF thì nhiều hơn một chút. Sóng có thể xuyên qua cây cối và phong cảnh gồ ghề, nhưng không phải lúc nào cũng như tần số UHF. Tuy nhiên, nếu sóng VHF và sóng UHF được truyền qua một khu vực không có vật chắn, sóng VHF sẽ truyền đi xa gần gấp đôi. Điều này làm cho VHF dễ dàng hơn để phát trên phạm vi xa.
Nếu bạn đang làm việc chủ yếu ở ngoài trời, đài VHF có lẽ là lựa chọn tốt nhất, đặc biệt nếu bạn đang sử dụng đài phát thanh cơ sở trong nhà và bạn thêm ăng-ten bên ngoài. Bạn có thể đặt ăng-ten càng cao, bạn có thể truyền và nhận càng xa. Một ngoại lệ khi sử dụng đài VHF ngoài trời là nếu bạn đang sử dụng nó ở khu vực có nhiều cây cối rậm rạp. Trong những điều kiện này, đài UHF có thể truyền tốt hơn qua cây cối.
Bộ đàm VHF cũng có một số tần số khả dụng ít hơn. Nhiễu với các bộ đàm khác có thể là một vấn đề. Tuy nhiên, FCC gần đây đã giải quyết vấn đề này ít hơn khi họ mở ra một phổ vô tuyến hai chiều được gọi là dịch vụ MURS. MURS là viết tắt của Multi-Use Radio Service. Dịch vụ này được sử dụng ở Hoa Kỳ và một số quốc gia tuân theo quy định của FCC. Đây là dịch vụ công suất thấp, phạm vi ngắn trong phổ vô tuyến VHF 150 MHz. Có 5 kênh trong tần số MURS với 38 mã bảo mật dưới mỗi tần số cho phép bạn chỉ nhận các cuộc trò chuyện từ các bộ đàm truyền mã của bạn. FCC không yêu cầu người sử dụng các sản phẩm cho MURS phải được cấp phép.
Với MURS, bạn có thể thêm một ăng-ten lớn hơn hoặc ngoài để cải thiện phạm vi. Nếu bạn muốn đặt một ăng-ten trên đỉnh của tòa nhà hoặc một tòa tháp, bạn có thể thực hiện với MURS. Một số nhà sản xuất ăng ten tuyên bố một ăng-ten bên ngoài có thể tăng công suất bức xạ hiệu quả của một máy phát bởi một yếu tố của 4. Những intercoms Murs có thể truyền tải lên đến vài dặm, và có lẽ nhiều hơn với một ăng-ten bên ngoài tùy thuộc vào địa hình và chiều cao của một ăng-ten (lon cách mặt đất tối đa 60 feet).
Một lợi ích của bộ đàm không dây VHF là tuổi thọ pin hầu như luôn tốt hơn so với các đơn vị UHF tương tự. Đối với bộ đàm cầm tay đây là một điểm cộng.
Tóm lại, nếu bạn đang có kế hoạch sử dụng bộ đàm hai chiều chủ yếu bên trong các tòa nhà, thì UHF có thể là giải pháp tốt nhất cho bạn, nhưng nó trong nhiều ứng dụng VHF vẫn có thể hoạt động tốt vì nó không phải truyền đi xa. Nếu bạn chủ yếu sử dụng bộ đàm hai chiều để liên lạc bên ngoài, thì VHF sẽ là một lựa chọn tốt, trừ khi khu vực bạn đang bao phủ có nhiều cây cối hoặc có nhiều tòa nhà cản trở tín hiệu vô tuyến.
Một trong hai công nghệ radio có thể phù hợp với bạn nếu bạn không thực sự có phạm vi phủ sóng xa. Cũng có những bộ lặp bạn có thể cài đặt chuyển tiếp tín hiệu UHF, nhưng điều này thường rất phức tạp để thực hiện. Bạn có thể tìm thấy một dịch vụ lặp lại ở thành phố của bạn, dịch vụ này sẽ làm việc này cho bạn với một khoản phí hàng tháng. Đối với hầu hết các ứng dụng, bộ lặp là không cần thiết và bộ đàm VHF hoặc UHF sẽ thực hiện thủ thuật.
