Trong dải vô tuyến điện, sóng dài (longwave, long wave hoặc long-wave) thường được viết tắt là LW, dùng để chỉ các phần của phổ vô tuyến có bước sóng dài hơn ban đầu được gọi là dải phát sóng trung bình. Thuật ngữ này mang tính lịch sử, có từ đầu thế kỷ XX, khi phổ vô tuyến được coi là bao gồm các dải vô tuyến sóng dài (LW), sóng trung bình MW (medium-wave) và sóng ngắn (short-wave). Hầu hết các hệ thống và thiết bị vô tuyến hiện đại đều sử dụng các bước sóng mà sau đó được coi là “cực ngắn”.
Trong cách sử dụng hiện đại, thuật ngữ sóng dài không được định nghĩa chính xác và ý nghĩa dự định của nó cũng khác nhau. Nó có thể được sử dụng cho các bước sóng vô tuyến dài hơn 1.000 m tức là tần số lên tới 300 kilohertz (kHz), bao gồm tần số thấp (LF, 30-300 kHz) và tần số rất thấp (VLF, 3-30 kHz) của Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU). Đôi khi giới hạn trên được lấy cao hơn 300 kHz, nhưng không cao hơn điểm bắt đầu của dải phát sóng trung bình ở 520 kHz.
Ở Châu Âu, Châu Phi và phần lớn Châu Á (Liên minh Viễn thông Quốc tế Khu vực 1), nơi dải tần từ 148,5 đến 283,5 kHz được sử dụng để phát sóng AM ngoài dải sóng trung bình, thuật ngữ sóng dài thường đề cập cụ thể đến điều này dải phát thanh, nằm hoàn toàn trong dải tần số thấp của phổ vô tuyến (30-300 kHz). “Câu lạc bộ sóng dài của Mỹ” (Hoa Kỳ) quan tâm đến “các tần số bên dưới dải phát sóng AM” (nghĩa là tất cả các tần số dưới 520 kHz).
Lan truyền
Do có bước sóng dài, sóng vô tuyến trong dải tần số này có thể nhiễu xạ qua các chướng ngại vật như dãy núi và di chuyển ra ngoài đường chân trời, theo đường viền của Trái đất. Chế độ lan truyền này, được gọi là sóng mặt đất, là chế độ chính trong dải sóng dài. Sự suy giảm cường độ tín hiệu theo khoảng cách do sự hấp thụ trong lòng đất thấp hơn ở tần số cao hơn và giảm theo tần số. Có thể nhận được sóng mặt đất tần số thấp ở khoảng cách lên tới 2.000 km từ ăng-ten phát. Sóng tần số rất thấp dưới 30 kHz có thể được sử dụng để liên lạc ở khoảng cách xuyên lục địa và có thể xuyên qua nước mặn ở độ sâu hàng trăm feet và được quân đội sử dụng để liên lạc với các tàu ngầm đang lặn dưới nước.
Sóng tần số thấp đôi khi cũng có thể truyền đi một quãng đường dài bằng cách phản xạ từ tầng điện ly (cơ chế thực tế là một trong những khúc xạ), mặc dù phương pháp này, được gọi là lan truyền sóng bầu trời hoặc “bỏ qua”, không phổ biến như ở tần số cao hơn. Sự phản xạ xảy ra ở tầng điện ly E hoặc tầng F. Tín hiệu Skywave có thể được phát hiện ở khoảng cách vượt quá 300 km tính từ ăng-ten phát.
Sử dụng không phát sóng
Đèn báo vô hướng
Đèn hiệu không định hướng truyền liên tục vì lợi ích của công cụ tìm hướng vô tuyến trong điều hướng hàng hải và hàng không. Chúng tự nhận dạng mình bằng một tên gọi trong mã Morse. Chúng có thể chiếm bất kỳ tần số nào trong dải 190-1750 kHz. Ở Bắc Mỹ, 190-535 kHz. Trong ITU Vùng 1, giới hạn dưới là 280 kHz.
Tín hiệu thời gian
Có các trạm phát sóng thể chế trong phạm vi truyền tín hiệu thời gian được mã hóa tới đồng hồ radio. Ví dụ:
– WWVB ở Colorado, Hoa Kỳ, trên 60 kHz, 70 kW ERP.
– DCF77 ở Frankfurt, Đức, trên 77,5 kHz, 50 kW.
– JJY tại Nhật Bản, trên 40 & 60 kHz, 50 kW.
– RBU 66,66 kHz trong máy phát Taldom, Nga, 10 kW.
– BPC ở Shangqiu, Trung Quốc, 68,5 kHz, 90 kW.
– Tiêu chuẩn thời gian MSF và tần số 60 kHz được truyền từ Anthorn ở Anh, 17 kW ERP.
– ALS162 từ Allouis, Pháp, trên 162 kHz, 800 kW.
Đồng hồ điều khiển bằng sóng vô tuyến nhận tín hiệu hiệu chỉnh thời gian bằng máy thu sóng dài tích hợp. Chúng sử dụng sóng dài, thay vì sóng ngắn hoặc sóng trung bình, bởi vì tín hiệu sóng dài từ máy phát đến máy thu luôn truyền dọc theo cùng một đường trực tiếp trên bề mặt Trái đất, do đó độ trễ thời gian hiệu chỉnh cho tín hiệu di chuyển thời gian từ trạm phát đến máy thu luôn giống nhau đối với bất kỳ vị trí nhận nào.
Sóng dài di chuyển bằng sóng nền ôm lấy bề mặt trái đất, không giống như sóng trung bình và sóng ngắn. Những tín hiệu tần số cao hơn đó không đi theo bề mặt Trái đất ngoài vài km, nhưng có thể di chuyển dưới dạng sóng trời, “dội lại” khỏi các lớp khác nhau của tầng điện ly vào các thời điểm khác nhau trong ngày. Các đường truyền khác nhau này có thể làm cho độ trễ thời gian khác nhau đối với mọi tín hiệu nhận được. Độ trễ giữa thời điểm tín hiệu sóng dài được gửi từ máy phát (khi thời gian được mã hóa là chính xác) và khi đồng hồ nhận được tín hiệu (khi thời gian được mã hóa hơi trễ) phụ thuộc vào khoảng cách trên đất liền giữa đồng hồ và máy phát và tốc độ ánh sáng trong không khí, điều này cũng rất gần như không đổi. Vì độ trễ thời gian về cơ bản là giống nhau nên một lần dịch chuyển liên tục về phía trước so với thời gian được mã hóa trong tín hiệu có thể bù cho tất cả các tín hiệu sóng dài nhận được tại bất kỳ vị trí nào từ cùng một trạm tín hiệu thời gian.
Thông tin liên lạc tàu ngầm
Quân đội của Vương quốc Anh, Liên bang Nga, Hoa Kỳ, Đức, Ấn Độ và Thụy Điển sử dụng tần số dưới 50 kHz để liên lạc với các tàu ngầm đang chìm dưới nước.
Đài nghiệp dư
Trong Quy định về vô tuyến của ITU, băng tần 135,7-137,8 kHz được phân bổ (trên cơ sở phụ) cho đài nghiệp dư trên toàn thế giới, tuân theo giới hạn công suất là 1 Watt eirp. Cơ quan quản lý của nhiều quốc gia cấp phép cho những người nghiệp dư sử dụng nó.
FER thấp
Ở Bắc Mỹ trong những năm 1970, các tần số 167, 179 và 191 kHz được chỉ định cho Đài phát thanh khẩn cấp công cộng tồn tại trong thời gian ngắn của Hoa Kỳ.
Ngày nay, tại Hoa Kỳ, Phần 15 của các quy định của FCC cho phép sử dụng băng tần 160-190 kHz mà không được cấp phép, công suất đầu ra của bộ phát/bộ khuếch đại tới ăng-ten tối đa là 1 watt, với chiều cao của ăng-ten tối đa là 15 m; đây được gọi là Đài phát thanh thử nghiệm tần số thấp (LowFER). Băng tần 190-435 kHz được sử dụng cho đèn hiệu điều hướng.
Các tần số từ 472-479 kHz có sẵn cho những người nghiệp dư được cấp phép dưới dạng băng tần 630 m mới, một phần của băng tần hàng hải hiện không còn tồn tại, nhưng đây thường được coi là băng con sóng trung bình.
Mang tính lịch sử
Đài Thụy Điển SAQ, đặt tại cơ sở của Đài phát thanh Varberg ở Grimeton, là máy phát sóng dài máy phát điện xoay chiều Alexanderson còn hoạt động cuối cùng. Mặc dù trạm đã ngừng hoạt động thường xuyên vào năm 1996, nhưng nó vẫn được duy trì như một Di sản Thế giới và thực hiện ít nhất hai lần truyền trình diễn hàng năm, trên 17,2 kHz.
Phát thanh truyền hình
Sóng dài chỉ được sử dụng để phát sóng trong Vùng 1 của ITU. Các đài truyền hình sóng dài được đặt ở Châu Âu, Bắc Phi và Mông Cổ.
Thông thường, một khu vực địa lý lớn hơn có thể được bao phủ bởi một máy phát sóng dài so với một máy phát sóng trung bình. Điều này là do sự truyền sóng mặt đất ít bị suy giảm hơn do độ dẫn của mặt đất ở tần số thấp hơn.
Nhiều quốc gia đã ngừng sử dụng LW để phát sóng vì số lượng khán giả thấp, thiếu LW trên máy thu tiêu dùng mới, tăng mức độ nhiễu, sử dụng năng lượng kém hiệu quả của AM và chi phí điện cao ở máy phát.
Trong năm 2014 và 2015, Nga đã đóng cửa tất cả các máy phát sóng LW của mình.
Đến năm 2023, một số tần số LW không có người sử dụng và một số dịch vụ còn lại dự kiến đóng cửa.
DR Langbølge (Đan Mạch) dự kiến ngừng phát sóng vào ngày 31/12/2023. Đài BBC Radio 4 (Anh) thông báo ngừng phát sóng LW vào năm 2024. RÚV Rás (Iceland) cũng dự kiến ngừng phát sóng vào năm 2024.
Tần số sóng mang
Với việc thông qua Quy hoạch tần số Geneva năm 1975, các tần số sóng mang sóng dài chính xác là bội số của 9 kHz; từ 153 đến 279 kHz. Một ngoại lệ là đài tiếng Pháp, Europe 1 ở Đức, vẫn giữ nguyên khoảng cách kênh trước đó cho đến khi dịch vụ sóng dài bị chấm dứt vào năm 2019. Các trường hợp ngoại lệ khác là tất cả các máy phát của Mông Cổ, cao hơn 2 kHz so với các kênh được quốc tế công nhận.
Cho đến những năm 1970, một số trạm sóng dài ở phía bắc và phía đông châu Âu và Liên Xô hoạt động ở tần số cao tới 433 kHz.
Một số đài phát thanh, ví dụ trạm phát Droitwich ở Anh, lấy tần số sóng mang của họ từ đồng hồ nguyên tử, cho phép sử dụng chúng làm tiêu chuẩn tần số. Droitwich cũng phát một kênh dữ liệu tốc độ bit thấp, sử dụng khóa dịch pha hẹp của sóng mang, cho Dịch vụ chuyển mạch vô tuyến.
Tiếp nhận đường dài
Bởi vì các tín hiệu sóng dài có thể truyền đi những khoảng cách rất xa, một số người nghiệp dư về radio và người nghe sóng ngắn tham gia vào một hoạt động gọi là DXing. DXer cố gắng lắng nghe các đường truyền ở xa và họ thường gửi báo cáo tiếp nhận đến trạm gửi để cho họ biết họ đã nghe được ở đâu. Sau khi nhận được báo cáo, trạm gửi có thể gửi cho người nghe một thẻ QSL để xác nhận việc nhận này.
Việc tiếp nhận tín hiệu sóng dài ở khoảng cách vượt quá 17.000 km đã được xác minh./.
