Sổ tay ăng-ten của Thủy quân lục chiến Mỹ (1999) [pdf]

 (marines.mil)
2 điểm bởi GN⁺ 2023-07-31 | 1 bình luận | Chia sẻ qua WhatsApp
  • Tài liệu hướng dẫn dã chiến tổng hợp kiến thức cần thiết để người vận hành SCR chọn và khai thác ăng-ten nhằm truyền tín hiệu mạnh nhất có thể tới trạm thu, là một thành phần hạ tầng thông tin liên lạc hỗ trợ chỉ huy - kiểm soát của MAGTF
  • Bao quát toàn bộ quy trình thông tin vô tuyến, từ nguyên lý bức xạ điện từ và lan truyền sóng đến đặc tính băng HF/VHF/UHF, đường truyền, các loại ăng-ten, sửa chữa dã chiến, SATCOM và antenna farm
  • Hai yếu tố quan trọng nhất trong việc cấu hình tuyến liên lạc là chọn đúng ăng-ten và khớp đường truyền sóng, trong đó đường truyền sai là mắt xích yếu nhất của tuyến
  • Chất lượng thu phụ thuộc vào tỷ số S/N (tín hiệu trên nhiễu) hơn là cường độ tín hiệu thuần túy, và ăng-ten là biến số mà người vận hành có thể kiểm soát trực tiếp nhất
  • Chỉ với một ăng-ten phù hợp, có thể biến một tuyến cận ngưỡng thành tuyến tin cậy; tài liệu dành không chỉ cho sĩ quan CIS và người vận hành vô tuyến mà còn cho mọi nhân sự muốn nắm vững kiến thức cơ bản về ăng-ten

Chương 1. Nguyên lý vô tuyến (Radio Principles)

  • Bức xạ điện từ bao gồm sóng vô tuyến, vi ba, hồng ngoại, ánh sáng khả kiến, tử ngoại, tia X và tia gamma; tất cả đều di chuyển với tốc độ ánh sáng (khoảng 186.000 dặm/300 triệu m mỗi giây), khác biệt duy nhất là bước sóng — bước sóng càng ngắn thì năng lượng càng cao
  • Mỗi băng tần có mục đích sử dụng riêng; HF phù hợp liên lạc tầm xa, còn VHF·UHF phù hợp liên lạc LOS (đường ngắm) tầm ngắn
    • Tín hiệu HF phản xạ từ ionosphere (tầng điện ly) ở lớp ngoài cùng của khí quyển để đi được quãng xa
    • VHF luôn được ưu tiên hơn HF khi đáp ứng được LOS, còn UHF có thể tạo đường truyền hẹp hơn VHF khi dùng ăng-ten phù hợp
    • Tầm với và công suất yêu cầu trong điều kiện bình thường: HF (sóng mặt đất 0–50 dặm, sóng trời 100–8000 dặm, .5–5kW), VHF (sóng mặt đất 0–30 dặm, sóng trời 50–150 dặm, dưới .5kW), UHF (sóng mặt đất 0–50 dặm, dưới .5kW)

  • Thiết bị SCR của MAGTF

    • HF: AN/PRC-104, AN/GRC-193, AN/MRC-138 (2–29.999 MHz, tầm xa)
    • VHF: AN/PRC-119, dòng AN/VRC-88~92 (30–88 MHz), AN/PRC-113·AN/VRC-83 (116–150 MHz và 225–400 MHz, LOS mặt đất-không đối không tới hạn)
    • UHF: AN/PSC-3, AN/PSC-5 (SATCOM)

  • Cấu hình tuyến liên lạc vô tuyến

    • Liên kết vô tuyến gồm 7 thành phần: máy phát, nguồn điện, đường truyền, ăng-ten phát, đường truyền sóng, ăng-ten thu, máy thu
    • Mục tiêu của người vận hành là bảo đảm tín hiệu mạnh nhất tại trạm thu, tức đạt tỷ số S/N tối đa ở ăng-ten thu
    • Ngay cả máy phát/thu và ăng-ten tốt nhất cũng vô dụng nếu chọn sai tần số hoặc đường truyền — mấu chốt là chọn ăng-ten và khớp đường truyền sóng

  • Nguyên lý lan truyền sóng vô tuyến

    • Khí quyển được chia thành troposphere (khoảng 10km, giảm khoảng -2.5°C mỗi 300m độ cao), stratosphere (10–50km, ổn định khoảng -65°C), và ionosphere (50–500km trở lên, bị ion hóa)
    • Phương thức lan truyền gồm sóng mặt đất (ground wave) đi trực tiếp từ máy phát và sóng trời (sky wave) bị khúc xạ tại tầng điện ly rồi quay trở lại
      • Sóng mặt đất gồm sóng trực tiếp, sóng phản xạ mặt đất và sóng bề mặt; sóng bề mặt chịu ảnh hưởng của độ dẫn điện và hằng số điện môi của mặt đất
      • Độ dẫn điện bề mặt: hồ nước ngọt lớn (rất tốt), nước biển (tốt), đất thịt (trung bình), đá và sa mạc (kém), rừng rậm (rất kém)
    • Tầng điện ly gồm các lớp D, E, F1, F2; ban ngày có 4 lớp, ban đêm F1 và F2 hợp nhất thành một lớp F còn lớp D và E biến mất
      • Lớp D chỉ tồn tại ban ngày và làm suy hao HF ở vùng có nắng; lớp E hữu ích cho liên lạc tầm trung dưới 2.400km vào ban ngày; lớp F2 hữu ích nhất cho liên lạc tầm xa (trên 2.400km)
    • Biến động của tầng điện ly được chia thành dạng đều đặn (chu kỳ ngày, mùa, 27 ngày, 1 năm của vết đen Mặt Trời) và bất thường (hoạt động Mặt Trời bất thường như Sporadic E)

  • Nhiễu xạ, hiệu ứng tầng đối lưu và nhiễu

    • Nhiễu xạ (diffraction) cho phép một phần sóng truyền vượt quá chân trời vô tuyến, nhưng chỉ cần bị bẻ cong 5 foot ở sườn núi cũng có thể suy hao 30~40dB
    • Khúc xạ tầng đối lưu, ducting và tán xạ giúp VHF/UHF liên lạc ở khoảng cách vài trăm km; sóng tán xạ thường bị giới hạn dưới 500km (cần máy phát trên 1kW và ăng-ten từ 10dB trở lên)
    • Nhiễu được chia thành nhiễu tự nhiên (giông sét = nhiễu khí quyển chiếm ưu thế ở 0–5MHz, sao = nhiễu thiên hà chiếm ưu thế ở tần số cao) và nhiễu nhân tạo (nguồn phát hồ quang điện) — tỷ số S/N là đại lượng quan trọng nhất trong hệ thu
      • Nhiễu nhân tạo có xu hướng phân cực dọc gần nguồn phát nên ăng-ten thu phân cực ngang ít bắt nhiễu hơn
      • Trong băng HF, tình trạng quá tải người dùng khiến nhiễu và giao thoa, hơn là cường độ tín hiệu, trở thành nguyên nhân chính gây liên lạc kém; ăng-ten băng hẹp có lợi thế trong việc loại bỏ tín hiệu giao thoa mạnh

Chương 2. Cơ bản về ăng-ten (Antenna Fundamentals)

  • Ăng-ten chuyển công suất RF từ máy phát thành sóng điện từ để bức xạ, và ở phía thu thì chuyển ngược điện trường điện từ thành năng lượng RF để đưa vào máy thu

  • Khái niệm cơ bản và thuật ngữ

    • Khi chiều dài vật dẫn xấp xỉ 1/2 bước sóng, phần lớn năng lượng sẽ được phát ra dưới dạng bức xạ điện từ
    • Khi cấp công suất RF, sẽ hình thành trường cảm ứng gắn với năng lượng tích trữ và trường bức xạ; ra ngoài một khoảng cách nhất định thì chỉ còn trường bức xạ với thành phần điện và từ vuông góc nhau
    • Mẫu bức xạ phụ thuộc vào loại ăng-ten — ăng-ten dọc là đa hướng (omnidirectional), ăng-ten ngang là hai hướng, ăng-ten đơn hướng phát theo một hướng (mẫu 3D dạng bánh vòng)
    • Phân cực được xác định bởi hướng đường sức điện, gồm phân cực dọc (vuông góc mặt đất), phân cực ngang (song song mặt đất) và phân cực elip
      • Vệ tinh và đầu cuối vệ tinh dùng phân cực tròn — sóng dọc và ngang có biên độ bằng nhau kết hợp với lệch pha 90° để quay 360°

  • Yêu cầu phân cực theo tần số

    • Truyền sóng mặt đất ở trung và hạ tần bắt buộc dùng phân cực dọc (đường sức điện ngang sẽ bị ngắn mạch tại mặt đất)
    • Sóng trời HF sau khi phản xạ ở tầng điện ly đến nơi dưới dạng phân cực elip nên cả dọc lẫn ngang đều dùng được, nhưng ăng-ten ngang được ưa chuộng hơn nhờ góc bức xạ lớn và tính định hướng
    • Với VHF·UHF, sóng truyền trực tiếp giữ nguyên phân cực ban đầu nên phân cực của ăng-ten phát và thu phải khớp nhau
    • Phân cực dọc cho phép liên lạc đa hướng bằng ăng-ten 1/2 bước sóng hoặc 1/4 bước sóng đơn giản, phù hợp xe cơ động, nhưng có nhược điểm là bức xạ như nhau về phía quân ta lẫn đối phương

  • Tiếp địa, chiều dài và định hướng

    • Hiệu quả tiếp địa thay đổi theo kiểu nối đất như counterpoise (lưới dẫn thay cho tiếp địa) và ground screen
    • Tính toán chiều dài ăng-ten và thiết lập hướng dựa trên phương vị (azimuth) giúp cải thiện liên lạc cận ngưỡng và điều chỉnh thu phát tín hiệu mạnh

Chương 3. Đường truyền (Transmission Lines)

  • Trở kháng đặc tính của đường truyền được định nghĩa là tỷ số điện áp trên dòng điện tại một điểm xác định trên đường
  • Phối hợp trở kháng quyết định mức tổn thất năng lượng — khi máy phát, đường truyền và ăng-ten có cùng trở kháng thì đạt truyền năng lượng tối đa (tổn thất hệ thống thấp nhất)
    • Nếu trở kháng tải khác với đường truyền thì chỉ một phần năng lượng được truyền đi và xuất hiện sóng đứng; nếu hoàn toàn bằng nhau thì chỉ có sóng tới chạy trên đường và tổn thất là nhỏ nhất
    • Phần lớn máy vô tuyến USMC có trở kháng trong là 50 ohm; trong các tổ hợp lệch chuẩn như twin-lead 300-ohm, dipole nửa bước sóng 50-ohm và máy phát/thu 50-ohm, cần tận dụng sóng đứng và biến thiên trở kháng tuần hoàn để phối hợp
  • Suy hao (attenuation) là tổn thất năng lượng truyền dẫn và thay đổi mạnh theo vật liệu cách điện
    • Teflon có tổn thất rất thấp, trong khi cao su và gỗ có tổn thất cao; đặc biệt ở tần số cao, suy hao cáp đồng trục rất đáng kể
  • balun, đầu nối cáp và kết nối ăng-ten cân bằng hỗ trợ ghép nối tối ưu giữa máy phát/thu và ăng-ten

Chương 4. Lựa chọn ăng-ten HF

  • HF 3~30MHz là băng tần duy nhất phản xạ có thể dự đoán được ở tầng điện ly, vì vậy cực kỳ quan trọng với liên lạc; độ cao tối ưu trên mặt đất điện là khoảng 0.4λ

  • Quy trình chọn ăng-ten

    • Lan truyền sóng mặt đất cần góc phát thấp và ăng-ten phân cực dọc — whip đi kèm mọi bộ đàm phù hợp cho sóng mặt đất đa hướng
    • Chỉ thay ăng-ten trong cùng một tuyến cũng có thể đem lại lợi ích rất lớn
      • Nếu dùng whip 32 foot của AN/MRC-138 cho tuyến 200 dặm thì công suất bức xạ là 300 watt; thay bằng dipole ngang nửa bước sóng dài 35 foot thì tăng lên 5.000 watt, tức hơn 16 lần
    • Với sóng trời, trước tiên phải xác định góc take-off theo cự ly tuyến — tuyến 966km (600 dặm) cần khoảng 25° ban ngày, khoảng 40° ban đêm
    • Trạm cơ động và tuyến đa hướng dùng ăng-ten đa hướng; tuyến điểm-điểm chọn ăng-ten hai hướng hoặc định hướng

  • Các loại ăng-ten

    • Vertical Whip (2~30MHz): là thành phần của mọi bộ vô tuyến, tốt cho sóng mặt đất đa hướng nhưng kém phù hợp nhất với tuyến sóng trời
      • Chiều dài tính theo công thức 234/tần số(MHz) (với WD-1/TT là 225.50/tần số); có thể cải thiện hiệu năng bằng reflector (dài hơn whip) đặt sau 1/4 bước sóng, nếu ngắn hơn sẽ hoạt động như director
      • Bổ sung cọc tiếp địa và ground radial (dạng nan hoa) giúp tăng bức xạ
    • Half-Wave Dipole (doublet): ăng-ten dây dã chiến tạm thời được dùng nhiều nhất vì dễ thiết kế và chế tạo cho sóng trời cự ly ngắn đến trung bình (khoảng tối đa 1.200 dặm)
      • Ở độ cao 1/2 bước sóng so với mặt đất, nó có tính hai hướng; ở độ cao 1/4 bước sóng, với góc take-off cao sẽ cho vùng phủ gần như đa hướng
    • Tài liệu còn có AS-2259/GR, Inverted Vee, Long Wire, Inverted L, Sloping Vee, Sloping Wire, Vertical Half-Rhombic và nhiều loại khác

  • Liên lạc NVIS

    • NVIS là phương thức chính cho truyền HF cự ly gần; sóng mặt đất và sóng trực tiếp (LOS) cũng hữu ích ở khoảng cách ngắn
    • Cảnh báo: dây NVIS mang năng lượng RF rất mạnh trong khi phát, đủ gây thương tích nghiêm trọng, nên phải ngăn người tiếp cận

Chương 5. Lựa chọn ăng-ten VHF·UHF

  • VHF (30~300MHz) và UHF (300~3.000MHz, 3GHz) rất hữu ích cho liên lạc cự ly ngắn dưới 50km, và do bước sóng ngắn nên ăng-ten nhỏ hơn nhiều
    • Nhờ kích thước nhỏ, có thể tạo array (mảng) với nhiều phần tử bức xạ để đạt gain theo hướng cụ thể
    • Các dải con: 118~136MHz (VHF hàng không), 225~400MHz (UHF hàng không), 148~174·450~470MHz (di động, cảnh sát, khí tượng...)

  • Phân cực

    • Phát thanh FM và truyền hình dùng phân cực ngang để giảm nhiễu đánh lửa, còn liên lạc di động dùng phân cực dọc để đáp ứng ràng buộc vật lý và duy trì tính đa hướng
    • Khi độ cao ăng-ten dưới khoảng 10m hoặc cần thu phát đa hướng thì chỉ dùng phân cực dọc

  • Gain và tính định hướng

    • Tần số càng cao thì tín hiệu thu càng yếu và suy hao đường truyền càng tăng — với cáp đồng trục dài 30m ở 450MHz, mức suy hao 10~20dB là chuyện thường gặp
    • Do tín hiệu băng rộng làm nhiễu hệ thống tăng lên nên cần thêm gain ăng-ten; tính định hướng còn giúp giảm bức xạ theo hướng không cần thiết, góp phần bảo mật

  • Các loại ăng-ten

    • Gồm Vertical Whip, OE-254, ăng-ten trong xe, ăng-ten dùng chung HF, ăng-ten đa chức năng
    • Yagi cũng là loại ăng-ten phổ biến cho HF, còn ở VHF·UHF thì thường dùng nhiều phần tử hơn (ở HF hiếm khi quá 3~4 phần tử)

Chương 6. Sửa chữa dã chiến và chế tạo tạm thời (Field Repair and Expedients)

  • Whip hỏng có thể sửa tạm; ăng-ten dây, đường truyền, dây chằng (guy), và cột mast cũng là đối tượng sửa chữa hoặc thay thế
    • Có ví dụ dùng nhựa làm vật cách điện tạm, vá dây chằng bị đứt bằng dây thép, và sửa khẩn cấp dây chằng/cột mast bằng thìa
  • Với ăng-ten tạm, điều quan trọng là chế tạo đúng cùng chiều dài như bản gốc; khi dùng chế độ nhảy tần của bộ đàm SINCGARS, có những lưu ý riêng đối với ăng-ten VHF dã chiến tạm thời

  • Ăng-ten định hướng dã chiến tạm thời

    • Cung cấp cách chế tạo ăng-ten end-fed half-wave (mẫu bức xạ dạng bánh vòng) và center-fed doublet từ vật liệu sẵn có
    • Vertical half-rhombic, long wire, Yagi, Vee, Sloping Vee... đều có thể dùng làm ăng-ten định hướng dã chiến tạm thời

Chương 7. Ăng-ten thông tin vệ tinh (Satellite Communications Antennas)

  • Bộ vô tuyến LOS·SATCOM chủ lực của Marine Corps là AN/PSC-5, cung cấp liên lạc dữ liệu và thoại, thay thế mọi bộ đàm UHF SATCOM xách tay và gắn xe trước đó
    • Dùng AS-3566 cho liên lạc LOS, AS-3567 và AS-3568 cho SATCOM tầm xa

  • Chọn vị trí đặt ăng-ten SATCOM

    • Với thiết bị LOS, góc nâng của ăng-ten so với địa hình trên đường truyền là yếu tố quan trọng nhất, nên tận dụng các điểm cao tự nhiên
    • Với hệ thống vượt quá đường chân trời (over-the-horizon), góc chân trời (mask angle) là yếu tố then chốt; góc này càng lớn thì tổn thất truyền dẫn càng tăng — nên ưu tiên vị trí có góc âm lớn nhất
    • Góc chân trời được đo bằng transit và được định nghĩa là góc giữa tiếp tuyến tại đúng vị trí ăng-ten và LOS tới đường chân trời (góc chân trời vô tuyến hơi khác góc chân trời nhìn thấy)

Chương 8. Antenna farm

  • Antenna farm (radio hill·công viên ăng-ten) là khu vực nơi phần lớn bức xạ điện từ được thực hiện

  • Sở chỉ huy (CP) và chọn vị trí

    • Chỉ huy thực hiện chỉ huy - kiểm soát thông qua CP, và sở chỉ huy được chia thành tactical (chiến thuật)·main·rear
    • Khoảng cách giữa antenna farm và CP được quyết định bởi các cân nhắc doctrinal·tactical·technical (phản ánh thông tin liên lạc, EW, tình hình chiến thuật...)

  • Bố trí nội bộ và nhiễu

    • Băng tần, lựa chọn và bố trí ăng-ten, cùng đánh giá cosite interference là cốt lõi của bố trí nội bộ
    • Để ngăn cosite interference, cần tách ăng-ten theo tần số và công suất phát (chuẩn tách 10%·5%·2.5%), đồng thời để giảm ghép nhiễu cần giữ khoảng cách tối thiểu không nhỏ hơn bước sóng của tần số thấp nhất
    • Phân cực liên quan đến thảm thực vật phụ thuộc vào loại rừng; trong rừng cây rụng lá, phân cực ngang có lợi hơn
    • Đường cấp nguồn và đường tín hiệu nên tránh giao cắt; nếu bắt buộc phải cắt nhau thì nên bố trí vuông góc

Phụ lục

  • Phụ lục A: Bảng thuật ngữ (Glossary), Phụ lục B: Tài liệu tham khảo và ấn phẩm liên quan (References and Related Publications)

Bài viết liên quan

1 bình luận

 
GN⁺ 2023-07-31
Ý kiến trên Hacker News

  • Cũng đáng nhắc đến US Navy Electricity and Electronics Training Series (NEETS)
    Có thể tìm thấy các tài liệu thú vị khác ở menu phía trên tại đây
    https://maritime.org/doc/#neets

    • NEETS là một kho báu về kiến thức thực tiễn

  • Nếu bạn có nền tảng toán cơ bản ở mức đại học, cuốn chuẩn mực trong lĩnh vực ăng-ten của Constantine Balanis, Antenna Theory: Analysis and Design, rất đáng xem
    https://www.amazon.com/Antenna-Theory-Analysis-Constantine-B...

  • ARRL Antenna Book cũng đáng bỏ thời gian đọc: https://www.arrl.org/arrl-antenna-book

  • Dù có nói gì về chủ nghĩa quân phiệt của Mỹ, trong hầu hết trường hợp, các quân chủng đều tạo ra những tài liệu huấn luyện cực kỳ kỹ lưỡng, rõ ràng và thực tiễn
    Cá nhân tôi thấy FAA cũng như vậy

  • Thời còn làm liên lạc vô tuyến và công tác thông tin trong hải quân, tôi nhanh chóng nhận ra rằng học và áp dụng kiến thức thực tiễn từ những cuốn sổ tay như thế này quan trọng hơn nhiều so với việc thông thạo phương trình Maxwell, lý thuyết thông tin hay chuỗi Fourier
    Với những người thảo luận về đường truyền, tôi nghĩ phương trình điện báo là một công cụ hữu ích

  • Trước đây tôi thích nghịch ăng-ten longwire (mục 4-22)
    Càng dài thì tính định hướng càng mạnh, nên thử nghiệm rất thú vị; đó là thời copperweld còn rẻ
    Sau này tôi sống vài năm ở một trang trại, nhưng lại không có thời gian cũng như không có cây cối xung quanh để thử một sợi dây thật dài

    • Vào ngày khô ráo, hàng rào dây thép gai cũng có thể hoạt động khá tốt
      Có lẽ bạn không thể tùy ý chọn hướng, nhưng nếu gần đó có hàng rào thì nối một máy thu nhạy vào để xem bắt được gì cũng chẳng mất gì

  • Bài viết thật sự rất hay và dễ tiếp cận một cách đáng ngạc nhiên
    Dù hoàn toàn không biết gì về hệ thống thông tin liên lạc, tôi vẫn đọc khá dễ dàng

    • Vì đây là tài liệu dành cho Thủy quân lục chiến mà
      Bởi vậy nên ngay cả sau khi đóng gáy và xén giấy, lề vẫn rộng đủ để ghi chú bằng nửa cây sáp màu ăn dở
      Nói đùa vậy thôi, nhiều sổ tay quân sự có điểm chung là giới thiệu chủ đề rất tốt, giúp người dùng có nền tảng khá vững chắc ít nhất về “cái gì”, “tại sao” và “như thế nào”
      Lý tưởng thì đó là những nội dung sẽ được dạy trong huấn luyện, nhưng có vẻ người viết sổ tay không giả định rằng độc giả chắc chắn đã được huấn luyện
      Kết quả là chúng thường trở thành tài liệu cực kỳ hữu ích, bất kể chủ đề là gì
      Thành thật mà nói, tôi có thể nghĩ ra vô số hình mẫu tệ hơn để các kỹ sư phần mềm chúng ta noi theo khi viết tài liệu kỹ thuật
    • Tài liệu huấn luyện quân sự phải dễ tiếp cận
      Ngay trước khi Frank Wilczek giảng dạy ở Princeton, người bạn kiêm cố vấn Sam Treiman đã gọi ông vào văn phòng và cho lời khuyên
      Sam lấy ra một cuốn sổ tay bìa mềm cũ và nói: “Trong Thế chiến II, hải quân phải huấn luyện tân binh nhanh chóng lắp đặt và vận hành liên lạc vô tuyến. Nhiều người trong số họ vừa rời nông trại, nên nâng trình độ của họ lên là một thách thức lớn. Nhờ cuốn sách tuyệt vời này, hải quân đã thành công. Đây là một kiệt tác về sư phạm. Đặc biệt là chương đầu. Hãy xem thử”
      Tiêu đề chương đầu của cuốn sách là Ohm's Three Laws, và định luật Ohm quen thuộc V = IR được đặt làm định luật thứ nhất
      Tò mò xem hai định luật còn lại là gì, tôi thấy định luật thứ hai là I = V/R, và định luật thứ ba, đúng như dự đoán, là R = V/I
    • Nhân tiện, ăng-ten và hệ thống thông tin liên lạc là hai lĩnh vực khá khác nhau
      Chúng thường được ghép lại trong một hệ thống lớn hơn nên cũng có người làm cả hai, nhưng ngoài các kiến thức nền tảng như giải tích, năng lực ở một bên không thật sự giúp hiểu bên kia dễ hơn bao nhiêu

  • Tôi có hai quan sát. Một chuyện nhỏ, một chuyện nghiêm túc
    Chuyện nhỏ là, vì lý do nào đó, ngay cả trong sách tham khảo về vô tuyến/điện từ, dường như người ta không thể cưỡng lại việc vẽ nửa hình tròn thay vì dạng hàm đúng cho đồ thị hàm sin. Xem Figure 1-2
    Chuyện nghiêm túc hơn là, tôi có cảm giác phần lớn các văn bản đào tạo quân sự hữu ích đều xuất hiện trước thập niên 1990, khi quân đội vẫn còn đủ năng lực với tư cách là tổ chức nghiên cứu phát triển, giáo dục và ký hợp đồng
    Giờ đây phần lớn năng lực đó đã được thuê ngoài cho các nhà thầu quốc phòng, và tôi nghĩ những người có thể viết các văn bản như thế này, hoặc có thể thiết kế máy bay đúng nghĩa trong nội bộ quân đội, đã rời đi từ lâu

    • Ít nhất trong mảng máy bay, có vẻ bạn đang nhìn qua một chút lăng kính hoài cổ kiểu camp
      Máy bay, xe cộ, tàu thuyền và đủ loại thiết bị luôn được phát triển bởi ngành công nghiệp dân sự, dĩ nhiên thường là hợp tác rất chặt chẽ với quân đội
      Năng lực sản xuất do chính phủ Mỹ trực tiếp sở hữu luôn cực kỳ chuyên biệt. Cứ nghĩ đến Los Alamos hay Oak Ridge, đối lập với Boeing, là được

  • Tôi nhớ gần đây đã đọc một bài về máy bay quân sự dùng ăng-ten dài 5 dặm để liên lạc với tàu ngầm
    https://www.thedrive.com/the-war-zone/31477/heres-why-an-e-6...

  • Những tài liệu hướng dẫn kiểu này lúc nào cũng hơi đáng tiếc vì chúng thường lấy ví dụ vòng dây tạo ra trường điện từ
    Với kinh nghiệm hằng ngày về dòng điện một chiều và vật dẫn thì còn có thể hình dung phần nào, nhưng nhìn vào ăng-ten monopole thông thường thì cách giải thích đó sụp đổ. Một đầu lơ lửng trong không khí thì vật dẫn dẫn điện kiểu gì không biết. Chắc là ma thuật dòng xoay chiều
    Tương tự, cũng thiếu phần giải thích chi tiết về chính xác điều gì xảy ra khi trường điện từ được tạo ra
    Có vẻ nó được tạo thành từ photon, nhưng tôi thắc mắc chính xác các photon đó đến từ đâu, và trong một số trường hợp làm sao chúng có thể được tạo ra chỉ với công suất vài milliwatt

    • Thực ra không “tạo ra” trường
      Trường điện từ luôn tồn tại và thấm khắp toàn bộ vũ trụ
      Electron đang gia tốc gây nhiễu loạn trường điện từ, đưa năng lượng và động lượng vào trong đó, và nhiễu loạn này lan truyền qua trường với tốc độ ánh sáng
      Ở mức năng lượng đủ cao, nhiễu loạn đó được định xứ tốt trong không gian và hành xử như hạt; ta gọi nó là photon
      Ở năng lượng thấp cũng có thể gọi là photon, nhưng hơi dễ gây hiểu nhầm. Ở mức năng lượng rất thấp như sóng vô tuyến đang nói ở đây, nó trải rộng trong không gian và bước sóng cũng tính bằng mét, nên hành xử giống sóng hơn là hạt
      Với dòng xoay chiều, các electron chuyển động qua lại trên một khoảng cách ngắn, và trong một bức tranh đơn giản hóa nhưng hữu ích, điều đó tạo ra cùng hiệu ứng
      Giống như bạn di chuyển tay lên xuống trong nước để tạo sóng
    • Đúng rồi, dòng xoay chiều là ma thuật
      Hãy tưởng tượng một ống dài, một đầu mở và đầu kia bị bịt. Nếu dùng miệng bịt đầu ống và thổi vào, áp suất sẽ nhanh chóng tăng lên
      Nhưng nếu gắn kín một loa vào đó và quét tần số, bạn sẽ thấy độ lớn âm thanh thay đổi tùy theo mức độ gần với tần số cộng hưởng của ống
      Các electron trong ăng-ten monopole có quan hệ đàn hồi với nhau, và ảnh hưởng đó lan truyền không phải với tốc độ âm thanh mà với tốc độ ánh sáng
      Ngoài ra, chúng có thể di chuyển khá tự do trong vật dẫn, giống như các phân tử khí trong ống
      Nếu đưa một “âm” 150MHz vào một ăng-ten dài 2 mét bằng một thiết bị tương đương loa, cột electron sẽ cộng hưởng
      Cũng như các khoang cộng hưởng cùng tần số có thể ghép với nhau qua khí quyển, các ăng-ten được ghép qua trường điện từ để cộng hưởng ở cùng tần số
      Vì vậy, so với các tần số khác không cộng hưởng, năng lượng ở đầu “ống” đạt được một mức gain nhất định, và tai hoặc bộ khuếch đại sẽ nhận được thứ gì đó có thể phân biệt với nhiễu
      Giờ hãy tưởng tượng bạn áp tai vào một ống khác y hệt ống loa, còn tai kia bịt lại; bạn sẽ nghe thấy âm thanh xung quanh, nhưng phần lớn nghe như các họa âm của tần số cộng hưởng đó
      Nếu bạn của bạn nói “nghe thấy tôi không?” thì sẽ nghe như tiếng vang “mwaa mwoo mwee mwee?”
      Nhưng nếu bạn của bạn bật ống loa ở phía bên kia căn phòng, nó sẽ nổi bật hẳn giữa các âm thanh khác
      Rồi nếu đưa cho bạn một cuộn giấy và bảo bạn vẽ lên xuống theo độ lớn âm thanh, khi bạn của bạn vặn núm âm lượng thì hình vẽ trên giấy sẽ trông giống sóng âm
      Vậy là bạn đã hiểu radio AM hoạt động thế nào
    • Tôi cũng từng vật lộn với vấn đề này
      Thay vì “ma thuật dòng xoay chiều”, tôi muốn gọi nó là ma thuật RF hơn
      Để hiểu những mạch như vậy cần một mô hình tư duy khác
      Với dòng một chiều và dòng xoay chiều tần số thấp, nghĩ rằng điện áp và dòng điện xuất hiện tức thì trong vật dẫn là đủ dùng, nhưng đó chỉ là một sự đơn giản hóa hữu ích
      Nói đại khái, năng lượng được cấp từ nguồn cần có thời gian để lan truyền dọc theo dây [0]
      Nếu giữ điều này trong đầu rồi xem GIF động trên trang này thì sẽ hợp lý hơn: https://en.wikipedia.org/wiki/Dipole_antenna
      Mô hình tư duy này cũng giúp hiểu vì sao vòng từ không đơn giản là một dây ngắn mạch. Trong mạch dòng một chiều hoặc dòng xoay chiều tần số thấp thì đúng là ngắn mạch, nhưng trong mạch RF thì không [1]
      [0] https://en.wikipedia.org/wiki/Velocity_factor
      [1] Chỉ với mô hình tư duy này thì không thể hiểu hoàn toàn mọi loại ăng-ten. Nhiều thiết kế còn dựa vào các hiện tượng khác, như tương tác điện từ giữa các thành phần hoặc tương tác với môi trường xung quanh. Dù vậy, có mô hình này sẽ giúp bạn có thể tìm hiểu sâu hơn khi thấy hứng thú
    • Đúng, dòng xoay chiều là ma thuật
      Không chỉ riêng ăng-ten mới vậy. Nhìn vào máy tính, ở 3GHz (RAM DDR4+), bước sóng khoảng 10cm, nên chỉ xét một sóng sin đơn lẻ thôi thì tại CPU là 1,8V, cách CPU 2,5cm là 0V, 5cm là -1,8V, 7,5cm là 0V, 10cm lại là 1,8V
      Còn phải tính đến khoảng cách giữa CPU và RAM, các tần số khác đi kèm với sóng vuông, và toàn bộ toán học khiến thao tác đọc/ghi RAM cơ bản hoạt động
      Ngay cả một sợi dây hay cáp bình thường, trong mạch điện tử dòng một chiều chỉ là đường nối đơn giản nhất và chẳng làm gì, nhưng ở đây nó thay đổi mọi thứ
      Khi đưa tín hiệu điện áp vào, “tín hiệu” đó (trường) phải khiến dòng điện chảy với một tốc độ nào đó trước cả khi nó đến đầu bên kia của cáp để “xem” đầu đó đang hở, được hàn lại, hay có gắn điện trở
    • Dù hơi cũ, có lẽ bạn sẽ thấy Signalling Through Space Without Wires của Oliver Lodge khá thú vị
      [0] https://catalog.hathitrust.org/Record/001617948